Automatica - 421 by Versys Ediciones Técnicas, S.L.

Productividad y eﬁciencia del diseño a la producción

Ethernet Industrial para Subestaciones � PC industrial Intel Celeron M 1GHz �� Linux embebido, WinCE o WinXPe � Sin ventiladores

421 / Septiembre 2010

� -40ºC a +75ºC

� Switch Capa 3 de alto rendimiento � Mínimo tiempo de recuperación de enlaces � Todos los requisitos en Subestaciones � -40ºC a +85ºC, sin ventiladores � El más alto nivel de inmunidad EMI

Mecánica, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas

APLICACIONES WIRELESS Automática e Instrumentación

� Múltiples interfaces y opciones de almacenamiento

Ethernet Industrial

� Alimentación Dual redundante 110/220 VAC/VDC

Automática e Instrumentación

Crece tanto la oferta como la demanda A pesar de que en la industria sigue existiendo una cierta preocupación por parte de los usuarios, ésta poco a poco se va diluyendo. Los sistemas wireless están presentando una evolución más favorable de lo que muchos esperaban. Pág. 36 INFORME Baterías tradicionales y avanzadas Pág. 63 Tabla de oferta en la web de la revista www.automaticaeinstrumentación.es

Fabricación automatizada y segura de paneles solares

�� según estándar ��

La Automatica de Munich sigue siendo una gran feria Eric Thieren, de Rockwell Automation

Proveedor global de soluciones wireless

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��

Septiembre 2010, n.º 421

“Hay que tener mejor información y en tiempo real, de esta forma se es más rápido y reactivo”

Reducción de costes

Concepto de iluminación

Ahorro de costes mediante la reducción de

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cableado.

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SUMARIO

LA PORTADA

Septiembre 2010 / n.º 421

Industria química europea

Phoenix Contact, suministrador global de soluciones wireless para aplicaciones industriales Phoenix Contact fue uno de los primeros proveedores del mercado en ofrecer una solución wireless realmente adaptada a las necesidades de un uso industrial. Hoy en día somos un referente en este campo y nuestra larga experiencia nos permite ofrecer siempre la solución más adecuada mediante el uso de distintas tecnologías de radio como Bluetooth, Wireless Hart, Trusted Wireless, Wlan (802.11) y GSM/GPRS. Los sistemas wireless reducen los costes de instalación, no requieren mantenimiento e incrementan la productividad y disponibilidad de su instalación sin renunciar a la ﬁabilidad y seguridad de la transmisión, es decir, igual que si utilizásemos cables. Todas estas tecnologías comentadas están ampliamente utilizadas y tiene demostrada su ﬁabilidad, también en aplicaciones industriales.

A la hora de utilizar equipos wireless en su instalación no se arriesgue. Póngase en manos de Phoenix Contact, el especialista en soluciones wireless para aplicaciones industriales.

prevé un crecimiento del 9,5% para 10 Seel ﬁnal del presente ejercicio respecto a 2009, si bien los indicadores económicos señalan la debilidad de la recuperación económica como factor ralentizador del crecimiento para el año 2011.

Vuelta al crecimiento de los equipos de visión en 2010 Las previsiones apuntan a que al cierre 24 del ejercicio de este año el mercado vuelva a arrojar un sustancial crecimiento del 11%.

TIEMPO REAL

Proveedor global de soluciones wireless © PHOENIX CONTACT 2010

Phoenix Contact, S.A. Parque Tecnológico de Asturias p. 16-17 E-33428 Llanera (Asturias) Tel.: +34/ 98/ 579-1636 Fax: +34/ 98/ 598-5559 info@phoenixcontact.es www.phenixcontact.es Atención al cliente: Tfno. 902 150 782 Fax: 902 150 780

16 Mes a mes • Servicios de certificación para la ISA100.11a • WirelessHart, estándar europeo • La ISO 50001, proyecto de norma internacional • Aceptado el protocolo Safety over EtherCAT • El Parlamento Europeo endurece los límites a las emisiones industriales 18 Empresas • Faro lanza su blog europeo • MathWorks Simuking PLC, certificado por TÜV SÜD • Fluke: nueva división para el software de optimización de los flujos de red • M2M: Gemalto adquiere Cinferion • Colaboración entre NetMotion Wireless y Sierra Wireless

SUMARIO

Septiembre 2010 / n.º 421

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WIRELESS Aplicaciones wireless: mayor oferta y demanda

Múltiples aplicaciones en plantas de proceso

A pesar de que 36 sigue subyaciendo

Más de 1.400 plantas 44 han incorporado las redes

una lista de preocupaciones para los usuarios en la industria, algunas se van diluyendo y los sistemas wireless están presentando una evolución más favorable de lo que muchos esperaban.

Estándar ISA100.11a: primeros dispositivos en el mercado

WirelessHart, que ofrecen una excelente ﬂexibilidad y economía de costes para solucionar problemas presentes en las plantas de proceso.

Medida inalámbrica de temperatura mediante resonadores SAW Los resonadores de 56 sonda acústica superﬁcial se pueden utilizar para construir elementos sensores pasivos utilizados en sistemas inalámbricos para la medida de temperatura.

Las empresas 41 Honeywell y Yokogawa acaban de lanzar al mercado varios dispositivos certiﬁcados de acuerdo con el nuevo estándar.

46 Proyectos y aplicaciones 5

20 Eventos • Todo a punto para la IV edición de las JAI • Sistemas de control para la industria farmacéutica 22 Calendario de ferias y cursos

P ERSONAS 28 Eric Thieren, Business Manager Information Solutions para Europa del Sur de Rockwell Automation

S ELECCIÓN DEL MES 32 Productos • Mejorando la supervisión de los procesos • Nuevos paneles con tecnología de máscaras • Stäubli actualiza su software

INFORME 63 Baterías tradicionales y avanzadas

Roberto Villafáﬁla, Eduard Valsera, Samuel Galceran

eléctrica están propiciando nuevos mercados para las baterías, que al mismo tiempo representan un reto para los fabricantes por los requerimientos que estas nuevas aplicaciones necesitan.

SOLUCIONES 69 Generación de código en laboratorio

APLICACIONES 72 Fabricación automatizada y segura de paneles solares

FERIAS 76 La Automatica de Munich sigue siendo una gran feria “Hay que tener mejor información y en tiempo real, de esta forma se es más rápido y reactivo”

Las políticas de impulso a los vehículos eléctricos y a las fuentes de energía renovables para la generación

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EDITORIAL

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El wireless y sus estándares

ste año hemos dedicado el número sobre comunicaciones industriales íntegramente a las aplicaciones wireless. A pesar de que no es fácil encontrar en España instalaciones industriales cuyas comunicaciones estén resueltas íntegramente con wireless, sí que es posible encontrar soluciones parciales, así como aplicaciones en otros sectores (en infraestructuras, por ejemplo). Hay que señalar que, como ocurre siempre ante soluciones nuevas, fueron muchas las dudas respecto a las comunicaciones wireless por parte de futuros usuarios. Seguridad, confidencialidad, fiabilidad, respuesta en tiempo real, falta de experiencia, estabilidad de los estándares y/o compatibilidad con los buses y redes locales existentes eran temas que inquietaban. Pero ha pasado el tiempo y, tal como se afirma en páginas interiores, estos miedos poco a poco se van desvaneciendo. Respecto a los estándares, así como en el caso de los buses de campo tradicionales se dio una proliferación de potenciales estándares que desembocó en una especie de lucha entre los distintos fabricantes, en el caso de las comunicaciones wireless no ha ocurrido lo mismo.

Septiembre 2010 / n.º 421

Como es sabido, dos han sido los estándares que han visto la luz: el ISA100.11a y el WirelessHart, pero su aparición no ha supuesto una “guerra” entre los seguidores de uno u otro, sino que han tardado bien poco a ponerse a trabajar conjuntamente para conseguir la compatibilidad entre ellos. En un artículo que incluimos en este número, nuestro colaborador Xavier Alcober indica que las causas que explican este hecho son varias. Por un lado, en esta ocasión no se produce un cambio de paradigma tan drástico como sí se produjo en los años noventa (cuando se pasaba de la conexión analógica a la digital), sino que lo que cambia es el medio físico y la tecnología asociada con el mismo. Por otro lado, la abundante oferta de circuitería de interfase entre redes inalámbricas y buses de campo tradicionales ha ayudado enormemente a desbloquear la mayoría de situaciones negativas que puedan originarse en cuanto a compatibilidad de sistemas. Y, por último, se intenta agilizar al máximo los procesos de estandarización porque ya se ha aprendido que el avance tecnológico es tan rápido que no espera a nadie y a medio plazo acaba favoreciendo a todos.

Baterías más inteligentes

as baterías han pasado de ser cajas negras a poder ser gestionadas de manera inteligente. Sin esta inteligencia, sería imposible pensar en la consolidación de los coches eléctricos. Éstos requieren baterías con una elevada densidad energética, capaces de entregar mucha energía con el mínimo peso y volumen posible, con una vida útil pareja a la del vehículo al que alimentan, que ofrezcan seguridad y fiabilidad en su operación, y con un coste asequible. Conseguir una elevada densidad energética a un coste accesible requiere la búsqueda de nuevas combinaciones de materiales que presenten un alto potencial electroquímico y que sean abundantes. Esto es un proceso continuo y seguramente sin

fin, en el se debe incluir la mejora de las baterías actuales. Por otro lado, garantizar una larga vida a las baterías y unas condiciones de operación segura y fiable es factible con los sistemas de gestión de baterías. Estos sistemas pueden supervisar y controlar el estado de las baterías a partir de la información que adquieren de los circuitos integrados incorporados en el interior de las mismas. Esta información se comunica al cargador de las baterías, que puede interrumpir o modificar la carga de acuerdo al conjunto de reglas prefijado para mantener la batería siempre en el estado óptimo para cumplir con los requisitos funcionales de la aplicación. Del mismo modo, la descarga también se puede controlar. De esta manera,

se protege a las baterías de los daños que pueden sufrir si no se mantienen en sus límites de operación, alargando así la vida de las mismas. Hasta el momento, los coches eléctricos llevan incorporados los cargadores de las baterías, por lo que el entendimiento entre cargador y sistema de gestión de las baterías está asegurado, siempre que se haya hecho un diseño específico. El reto para los sistemas de gestión de baterías aparecerá en la interacción con un cargador externo. Roberto Villafáfila, Eduard Valsera, Samuel Galceran CITCEA-UPC Autores del Informe Baterías tradicionales y avanzadas

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TIEMPO REAL

Septiembre 2010 / n.º 421

Panorama

Mejora el índice de conﬁanza y las exportaciones

Indicios de recuperación en la industria química europea  CARLOS GARCÍA

La evolución de la actividad económica mundial y los indicadores económicos de conﬁanza avalan las previsiones de los representantes europeos de la industria química (excluido el sector farmacéutico) en el sentido de anticipar un crecimiento del 9,5% para el ﬁnal del presente ejercicio respecto al año 2009, aunque también señalan la debilidad de la recuperación económica como factor ralentizador del crecimiento para el año 2011. en consonancia con los indicadores correspondientes al clima económico mundial en el primer trimestre de 2010, que había mejorado más que en los dos años anteriores. El indicador de confianza de la industria química europea, que incluye también las opiniones de los directivos de la industria farmacéutica, alcanzó en marzo de 2010 un valor positivo por primera vez en 21 meses, como consecuencia de la disminución de los niveles de stock y de la evolución positiva de la cartera de pedidos de las empresas europeas del sector químico, lo que establecía unas perspectivas de aumento de la producción del 4,4%. Sin embargo, en abril, la confianza de la industria química europea experimentaba

■ Fuente: Químicos y Plásticos, S.A.

l pasado mes de junio, el Consejo Europeo de la Industria Química (Cefic) hacía públicas sus previsiones de evolución para el sector químico, excluido el farmacéutico, que anticipaban un crecimiento del 9,5% para el cierre del ejercicio de 2010 sobre los resultados del año anterior, y un crecimiento del 2% en el año 2011 respecto a 2010. Estos datos están

El indicador de conﬁanza de la industria química europea, que incluye también las opiniones de los directivos de la industria farmacéutica, alcanzó en marzo de 2010 un valor positivo por primera vez en 21 meses, como consecuencia de la disminución de los niveles de stock y de la evolución positiva de la cartera de pedidos.

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Panorama

El aumento de la producción en los primeros meses de 2010 fue mayor y más persistente del que se preveía en los pronósticos de noviembre de 2009, aunque la recuperación de la economía europea en su conjunto continúa siendo frágil. un ligero descenso de tres décimas, como consecuencia del aumento de los stocks en la industria química (incluida la farmacéutica). Con todo, las previsiones de producción para los meses siguientes mejoraban, beneficiadas por la evolución positiva de las exportaciones, de manera que el nivel de confianza de la industria química era mayor que en el conjunto de la industria manufacturera, siguiendo la tónica característica de los últimos años. Respecto a la notable reducción en las previsiones de crecimiento del sector químico (excluida la industria farmacéutica) para el ejercicio de 2011 se debe, según el citado Consejo, a que en la segunda mitad de 2010 y en el comienzo de 2011, el sector atravesará una fase de consolidación. Por lo demás, a pesar del notable crecimiento previsto para 2010, los resultados del sector para finales de 2011 se encontrarán por debajo de los obtenidos antes de la crisis, y se apunta como probable un periodo de dos años hasta que los valores del sector vuelvan a alcanzar los previos a la crisis. La industria química experimentó una repentina caída en sus resultados durante la segunda mitad de 2008 y la primera de 2009, si bien la adopción de una serie de medidas, entre ellas, las que iban dirigidas a optimizar la cadena de suministro, propició un repunte en la segunda mitad de 2009. Con todo, las medidas adoptadas no

Industria química de la Unión Europea en 2009

Caen las ventas, pero mejora la balanza comercial

unque la industria química europea (excluida la farmacéutica) experimentó un aumento de los precios entre enero de 2008 y el mismo mes de 2009 del 1,4%, las ventas del conjunto del sector cayeron en 2009 en el 18,1% respecto al año anterior. No obstante, durante el ejercicio de 2009, la balanza comercial de la industria química arrojó un saldo positivo del 8,9% respecto a 2008. Según los datos correspondientes a diciembre de 2009, el comercio exterior a la Unión Europea (UE) de la industria química (excluida la farmacéutica) había arrojado un descenso del 10,2% en las exportaciones, mientras que las importaciones procedentes de otras regiones del mundo se habían reducido en un 18,4%. En términos absolutos, el comercio extra-UE del sector químico arrojó un saldo a favor de 42.500 M€ en el ejercicio de 2009 respecto al año anterior, lo que significaba 3.500 M€ más que en 2008.Las especialidades químicas y los productos de consumo fueron los segmentos que experimentaron mayores reducciones en la balanza comercial del sector, aunque su descenso se vio compensado por el fuerte aumento de las exportaciones de los segmentos correspondientes a petroquímica y polímeros. evitaron que al final del ejercicio de ese año, el sector arrojara una caída del 11,3%, respecto al año 2008. Tal como señalan en Cefic, la tendencia a la recuperación continuó durante el primer trimestre de 2010 y es probable que continúe durante el segundo trimestre. Todos los segmentos básicos de la industria química están experimentando un rápido repunte en su actividad, aunque en todos ellos los resultados continúan estando por debajo de los obtenidos antes de 2008. El aumento de la producción

en los primeros meses de 2010 fue mayor y más persistente del que se preveía en los pronósticos de noviembre de 2009, aunque la recuperación de la economía europea en su conjunto continúa siendo frágil; de ahí que Cefic prevea una ralentización en la cuota de crecimiento de muchos segmentos fabricantes de productos químicos finales, lo que exigirá una rearticulación de las estrategias comerciales, ya que una recuperación basada solamente en la optimización de inventarios no es suficientemente sólida.

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Panorama

Hacia una nueva política industrial europea

La innovación, pieza clave

comienzos del año actual, la Alianza para una Industria Europea Competitiva (ACEI), de la que forma parte el Consejo Europeo de la Industria Química (Cefic) hicieron público un manifiesto en el que hacían un llamamiento para sentar las bases de una nueva colaboración entre la Unión Europea y los principales sectores industriales. El citado manifiesto subraya la importancia de la industria europea en la recuperación económica, toda vez que representa el 20% del PIB europeo y representa las tres cuartas partes de las exportaciones, además de realizar el 80% de las inversiones del sector privado en I+D. Todo ello, sin contar con el número de empleos que en el sector servicios dependen de la dinámica industrial. En este sentido, el manifiesto subraya la innovación como factor clave para liderar el crecimiento y la competitividad y sostenibilidad, al tiempo que reclama una estrategia común para el conjunto de países de la Unión Europea. Por su parte, el vicepresidente del Cefic, en su intervención ante el comité del Parlamento Europeo para la industria, investigación y la energía el pasado mes de abril, manifestó que en opinión del sector que representa, el 30% de los fondos del octavo programa marco tendrían que ir destinados a proyectos de aplicación práctica, de manera que favorezca la incorporación de las pyme, que componen el 96% del Cefic y potencie la innovación en la industria química europea, que supone el 30% de la industria química mundial. Por lo demás, añadió, la innovación exige una nueva política, ya que los actuales instrumentos, válidos en el ámbito de la investigación, necesitan ser modificados sustancialmente para que sean útiles en la innovación, pues la innovación comporta convertir las ideas en soluciones prácticas susceptibles de su aplicación en una amplia base social, lo que exige un cambio de mentalidad que, según el portavoz de Cefic, ya está tomando cuerpo en la industria química. Por otra parte, el Consejo de la Unión Europea, en su reunión de finales de mayo pasado, señalaba a propósito de la industria La utilización de la capacidad productiva del sector químico europeo permanecía en los primeros meses del año actual por debajo de los niveles considerados normales debido a la incertidumbre reinante en el entorno económico. Como quiera que sea, la recuperación del sector, de acuerdo con las precisiones de Cefic, dependerá de la resolución de los eventuales problemas financie-

■ Fuente: Universidad de Navarra.

química su importancia en cuanto a la aportación de nuevos materiales y tecnologías para el conjunto de la industria, así como de soluciones a numerosos problemas medioambientales, además de la necesidad de explotar todo el potencial innovador que el sector químico representa. Desde el citado Consejo se reconoce, asimismo, el grado de integración, conectividad y de colaboración existente en el sector químico europeo y la necesidad de continuar impulsando las inversiones en nuevas infraestructuras que mejoren la interoperabilidad de los diferentes sistemas en todos los niveles, nacionales y regionales, como medio para mejorar la competitividad del sector en un marco de creciente competencia. Respecto a la implantación del programa Reach que regula la manipulación y utilización de sustancias peligrosas, el Consejo recomienda a la Comisión Europea que supervise su impacto sobre el negocio de las pyme, teniendo en cuenta la actual coyuntura económica, y que continúe los trabajos tendentes a facilitar en el futuro la revisión de los objetivos del programa para garantizar la competitividad del sector al tiempo que asegure altos niveles de protección del medio ambiente y de la salud humana.

ros que se deriven de la evolución de la deuda y de la situación de los bancos, así como de la posibilidad de acceder a materias primas y recursos energéticos a precios competitivos. Sector químico español De acuerdo con los datos consolidados de Contabilidad Nacional correspondientes al ejercicio de

2008, la industria química española arrojaba un volumen de negocio de 52.585 M€, cifra equivalente al 11% del negocio total de la industria española, lo que la convierte en el cuarto sector industrial, tras el de alimentación y bebidas, metalurgia y productos metálicos y material de transporte. En lo que se refiere a su contribución al PIB español, la industria química representa en

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Panorama torno al 10%. En el ejercicio de 2009, aunque la reducción en la producción se vio compensada por la evolución de los precios, la facturación descendió en un 9,3%, con una cifra de negocio de 47.714 M€, valor similar al de 2006, según la Federación Empresarial de la Industria Química Española (Feique). Por segmentos, las especialidades farmacéuticas son las que representan el mayor volumen de negocio del sector químico español, con el 20,6% del total en 2009, seguido de las materias primas de plástico y caucho (14,7%), química orgánica (9,9%) y detergentes y productos de limpieza (9,8%). La evolución de la industria química española en los últimos treinta años ha significado también una ampliación de su presencia en el mercado de los productos de mayor valor añadido, como lo muestra la progresiva disminución de la cuota correspondiente a la industria básica, que en 1977 representaba el 61% del total del sector, mientras que en la actualidad se cifra en el 37%. Los segmentos que ganan en importancia son los de química de la salud y el de química para la industria y consumo final, que actualmente representan el 29% y 34% respectivamente del volumen de negocio del sector. El sector químico español estaba compuesto en 2009 por 3.408 empresas, 3% menos que en el ejercicio del año anterior, con un abrumador predominio de las pyme, si tenemos en cuenta que el 92% de las mismas tenían plantillas de menos de cien trabajadores, mientras que las empresas que tenían menos de diez eran el 54%. Sin embargo, la producción química se encuentra concentrada en cinco comunidades autónomas (Cataluña, Madrid, Valencia, Andalucía, País Vasco), que acumulan el 80% de la producción total, entre las que destaca Cataluña con el 44%. A lo largo de la última década, la industria química española ha desarrollado un notable esfuerzo de internacionalización que la ha llevado a convertirse en el segundo sector exportador, detrás del sector

En el ejercicio de 2009, aunque la reducción en la producción en el sector químico se vio compensada por la evolución de los precios, la facturación descendió en un 9,3%, con una cifra de negocio de 47.714 M€, valor similar al de 2006, según Feique. de automoción, con el 41,2% de su producción dirigida al mercado exterior. En cualquier caso, los efectos de la crisis internacional llevaron a que en 2009 se redujeran las exportaciones en un 15%, especialmente debido a la caída de la demanda de la Unión Europea, principal destino, lo que redujo el valor absoluto por debajo de los 20.000 M€. En cuanto a las exportaciones, también experimentaron una reducción en 2009, con un valor de 27.000 M€, equivalente al del ejercicio de 2005. Desde el año 2000 el índice de cobertura ha ido mejorando, sin descender nunca del 60%, hasta que en el ejercicio de 2009 alcanzara el 73,6%. El empleo del sector, en torno a los 500.000 puestos de trabajo, entre directos, indirectos e inducidos, se ha visto afectado por sucesivas reducciones en los ejercicios de 2008 y 2009 hasta alcanzar una cifra en torno a los 10.000 puestos de trabajo eliminados, que aumentan a más de 30.000 si se tienen en cuenta el

■ Fuente: Basf.

empleo indirecto e inducido. En el apartado de las inversiones del sector químico destacan en el ejercicio de 2008 los 2.408 M€ (26,1% más que en 2007), lo que representaba una cuota del 6% sobre el total de a producción de aquel, el máximo histórico. Basf y Bayer mejoran resultados Durante el primer semestre de 2010 la industria química apunta algunos indicios de recuperación en la escala mundial, en sintonía con las tendencias de recuperación de la actividad que se registra en algunas regiones del planeta. Así se desprende, al menos, de los resultados obtenidos durante los dos primeros trimestres del año 2010 y de las previsiones para el cierre del ejercicio de dos de las grandes firmas de la química mundial, que observan un cambio de tendencia en la coyuntura. En este sentido, la firma Basf experimentó un aumento de sus ventas

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Panorama

■ Fuente: Bayer.

La innovación exige una nueva política, ya que los actuales instrumentos, válidos en el ámbito de la investigación, necesitan ser modiﬁcados sustancialmente para que sean útiles en la innovación, pues ésta exige un cambio de mentalidad, según Ceﬁc. Ello ha llevado a un aumento del en el primer semestre del año actual negocio durante el primer semestre del 28%, hasta alcanzar los 31.700 del año en todos los segmentos (proM€, con una mejora también de los ductos químicos, plásticos, soluciobeneficios de operaciones antes de efectos especiales (EBIT). Siguiennes funcionales y productos de altas do con la citada firma, los pronósprestaciones) y en las principales ticos para el segundo semestre del regiones del mundo. año confirman la continuación de la Las ventas en Europa fueron las recuperación económica, con previque arrojaron un menor crecimiento siones de aumento de la producción (16%) respecto al mismo periodo industrial que redundarán asimismo del año anterior, aunque los aumenen un aumento de la producción del tos registrados en el área de Asiasector químico. Tal como reconocen desde Basf, los buenos resultados obtenidos en el primer semestre se deben en buena medida a la estrategia de concentración en las actividades más próximas a los clientes y a su orientación hacia los merca■ Fuente: Universidad de Navarra. dos emergentes.

Pacífico (60%) y América del Norte (44%) fueron notables. Por último, cabe reseñar que a finales de julio, la mencionada firma puso la primera piedra de una nueva planta de valorización de hidrocarburos que viene a ampliar su presencia en el campo petroquímico de Tarragona. Por su parte, Bayer anunció un aumento de su ventas en el segundo trimestre de 2010 del 14,6%, con un crecimiento del negocio mayor del que se esperaba, especialmente, en lo que se refiere a al segmento de materiales de alta tecnología. Los signos positivos en la tendencia económica mundial, así como la evolución de las propias áreas de negocio en el primer semestre del año, llevan a los responsables de Bayer a impulsar las inversiones en investigación y desarrollo, de manera que para finales del actual ejercicio se prevé que el desembolso por este capítulo alcance los 3.100 M€, con una incidencia especial en los segmentos farmacéutico y de gas natural, manteniendo su posición como primera firma en investigación química y farmacéutica en Alemania. La mejora del segmento de negocio correspondiente a los materiales de altas prestaciones durante el primer semestre del año en curso se ha debido al aumento de la demanda en las industrias clientes de primer nivel. También mantuvo un buen nivel el segmento de materias primas, con un especial énfasis en los poliuretanos, que aumentaron considerablemente, así como sus precios en los mercados de Europa y Asia-Pacífico. Sin embargo, las ventas de Bayer cayeron en el primer semestre de 2010 (1,3%) respecto al mismo periodo del año anterior en el segmento de los productos para la protección de cultivos, aunque en conjunto los productos de agricultura aumentaron el 1,7%. En cuanto a las previsiones para lo que resta de año, en Bayer se considera que continuará la tendencia de recuperación económica, aunque irá disminuyendo su ritmo a medida que nos acerquemos al final del ejercicio.

Guardamotores ABB: Proteja su motor en poco espacio

Para que una instalación con motores sea más rentable, es necesario optimizar su utilización durante los procesos de producción. Así mismo, la instalación debe pararse sólo cuando sea imprescindible. Por ello, la utilización de un sistema de protección de motores eficiente es indispensable. La gama de guardamotores de ABB ofrece el más completo abanico de soluciones de protección de motores de sobreintensidad de corriente y sobrecarga, hasta 100 A de corriente de empleo y poder de corte hasta 100kA, contando también con una versión "sólo magnética". La nueva gama MS132, proporciona protección hasta 32A en sólo 45mm de ancho, con la consiguiente optimización de espacios y costes. www.abb.es/bajatension

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Mes a mes

Servicios de certiﬁcación para la ISA100.11a

l ISA100 Wireless Compliance Institute (WCI) ha anunciado el lanzamiento formal de servicios de certificación de ISA100.11a. Con las pruebas oficiales de dispositivos realizadas a finales de junio de 2010, los proveedores que han participado ahora pueden ofrecer productos ISA100.11a con certificación. Las pruebas de certificación de ISA100.11a se han llevado a cabo para la WCI por el National Technical Systems, Inc. (NTS), una ingeniería independiente especializada en pruebas y certificación. Entre los proveedores en este lanzamiento inicial se encuentra Nivis LLC, que ha obtenido la certificación para su protocolo de comunicación

ISA100.11a. Nivis, líder en redes inalámbricas abiertas para sistemas de sensores y de control, es el primero en tener un protocolo de ISA100.11a con certificación que permita la integración de la tecnología de comunicación inalámbrica 100.11a-ISA en el mundo real de las aplicaciones industriales de planta. Éste es un hito significativo para WCI y la Norma ISA100. Los servicios de pruebas de conformidad de WCI constituyen un eslabón crucial entre el proceso de elaboración de normas y la aplicación de la norma resultante en el mercado. Las pruebas de conformidad ofrecen garantías, asegura Andre Ristaino, director general de WCI.

Realizamos pruebas rigurosas en los dispositivos presentados en junio utilizando los kits de prueba de WCI y estamos contentos con los resultados, sigue afirmando Osman Sakr, director de tecnología de la norteamericana National Technical Systems. Esperamos poder probar los siguientes productos a medida que estén disponibles. Honeywell y Yokogawa ya han anunciado en sus recientes conferencias de usuarios diversos productos compatibles con ISA100.11a y es de esperar que muchos otros fabricantes anunciarán productos próximamente (ver páginas 41 a 43 ). ■ AeI

WirelessHart, estándar europeo 16

a fundación Hart Comunication anuncia que el Comité Europeo de Normalización (CEN) ha aprobado las especificaciones del protocolo de comunicación sin hilos WirelessHart bajo la referencia EN62591. El pasado mes de marzo, las especificaciones WirelessHart

ya habían obtenido el estatus de estándar internacional (IEC 62591 de.1.0) por el IEC (International Electrotechnical Commission). La norma IEC ha sido aprobada por el Cenelec (Comité Européen de la Normalisation Electrotechnique) sin ninguna modificación.

WirelessHart es la adopción a la comunicación sin hilos del protocolo Hart que autoriza la transmisión de informaciones numéricas sobre una conexión analógica 4-20 mA.

■ AeI

La ISO 50001 pasa a ser proyecto de norma internacional

a futura norma ISO 50001 relativa a la gestión de energía acaba de pasar al estado de Proyecto de Norma Internacional (DIS). Esta norma establecerá un marco para las instalaciones industriales, empresas comerciales u organizaciones diversas que les permita gestionar la energía. Orientada para su aplicación en todos los sectores de la economía nacional, la norma podría tener un impacto en casi el 60% del consumo mundial de energía. Este documento se basa en elementos comunes a todas las normas ISO de sistemas de gestión, asegurando un alto nivel de compatibilidad con la norma ISO 9001 (gestión de calidad) e ISO 14001 (gestión medioambiental). ■ AeI

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TIEMPO REAL

Septiembre 2010 / n.º 421

Automática e Instrumentación

Mes a mes

Aceptado el protocolo Safety over EtherCAT

l protocolo Safety over EtherCAT acaba de ser aceptado por unanimidad de los 27 comités nacionales de la International Electrotechnical Comission (IEC). Tiene como referencia FSCP 12 (Functional Safety Communication Profile) dentro de la Norma IEC 61784-3. Este estándar define las exigencias

fundamentales de un sistema de comunicación en términos de seguridad de transmisión de datos. Para ello, define los errores potenciales que deben tenerse en cuenta y describe las posibles medidas de detección y de corrección. El protocolo Safety over EtherCAT fue propuesto en el 2005 y se refiere a las aplica-

BREVE S

ciones de automatización que exigen un nivel de seguridad 3 (SIL3) de acuerdo con la norma IEC61 508 (Seguridad funcional de los sistemas electrónicos/eléctricos programables relativos a la seguridad). Las comunicaciones estándar y las relativas a la seguridad comparten el mismo bus. ■ AeI

El Parlamento Europeo endurece los límites a las emisiones industriales

a Eurocámara aprobó el pasado 7 de julio una directiva que introducirá límites más estrictos para las emisiones industriales a partir de 2016. La nueva legislación, que actualiza e integra en un solo texto siete directivas comunitarias, incluida la de prevención y control integrados de la contaminación (IPPC) y la relativa a las grandes instalaciones de combustión, tiene como objetivo mejorar la salud y la protección del medio ambiente reduciendo las emisiones de partículas, óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre. Algunas instalaciones de combustión tendrán de

plazo hasta 2020 para adaptarse a la normativa, que se aplicará en más de 50.000 plantas en toda la UE. Las plantas industriales más antiguas no están obligadas a cumplir con los nuevos objeti-

vos, si bien deberán finalizar su actividad antes de 2023 o dejar de funcionar más de 17.500 horas a partir de 2016. Las nuevas instalaciones tendrán hasta 2012 para cumplir las nuevas normas. Para obtener un permiso, las instalaciones cubiertas por las normas IPPC deberán aplicar las mejores técnicas disponibles para mejorar su eficiencia y reducir las emisiones al aire, al agua y al suelo. La contaminación sonora y la seguridad también serán tomadas en consideración.

• Endress+Hauser acaba de mostrar el resultado de sus esfuerzos en innovación con la presentación del primer caudalímetro de efecto Coriolis con tecnología de 2 hilos 4-20 mA del mercado, bautizado Promass E, y de un transmisor de nivel, Levelflex FMP5, integrando en el mismo aparato un captador capacitivo y un transmisor radar filoguiado. • Hartmut Wallraf, asesor de tecnología en Invensys Operations Management y presidente de FDT, ha sido nombrado Presidente del Consejo Asesor Ejecutivo (EAC) para Europa, Oriente Medio y África (EMEA) de la Fieldbus Foundation, mientras Jean-Marie Alliet, de Honeywell Process, ha sido elegido como vicepresidente. Suceden respectivamente a Raimund Sommer (Endress +Hauser) y Richard Willems (antes de Honeywell).

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22.10.2009 10:10:42

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Septiembre 2010 / n.º 421

Empresas

Faro lanza su blog europeo

MathWorks Simuling PLC certiﬁcado por TÜV SÜD

a empresa Faro (en España, Faro Spain, S.L., con sede en Barcelona), especializada en soluciones portátiles de medida 3D, acaba de anunciar el lanzamiento de su blog europeo y su presencia en diferentes redes sociales. Gracias a estas plataformas de comunicación, la empresa espera dar más a conocer sus actividades, presentar las novedades así como las últimas tendencias y ofrecer informaciones técnicas sobre metrología. Con este blog y a través de nuestra presencia en Twitter y Facebook, queremos ofrecer a nuestros clientes, distribuidores y empleados de plataformas la posibilidad de recibir informaciones e intercambiar ideas, explica Mélanie Prengel, responsable de marketing de Faro Europa. El blog está disponible en: http://faro-europe.com

athWorks acaba de anunciar la certificación de Simuling PLC Coder por TÜV SÜD (en España TÜV SÜD Iberia), entidad constituida en Alemania con más de 140 años de experiencia y especialización y con una posición de liderazgo en los servicios de inspecciones, auditorías y certificaciones. TÜV SÜD ha establecido que Simulink PLC Coder está adaptado para los procesos de desarrollo que han de satisfacer la norma CEI 61131-3

y están adaptados para la industria de transformación, CEI 61511-1. Es decir, que los ingenieros que desarrollan sistemas de control pueden racionalizar la certificación de sus controladores industriales programables en texto estructurado conforme a la Norma CEI 61131-3 generado por Simulink PLC Coder. Dicha certificación se apoya en una auditoría de los procesos de desarrollo de software, de ingeniería de la calidad y de la notificación de errores para

los clientes, que MathWorks ha puesto a punto dentro del marco de desarrollo de Simulink PLC Coder. La certificación exige que los ingenieros que utilizan Simulink PLC Coder sigan un proceso de verificación y validación que ayuda a detectar y prevenir posibles errores generados en el texto estructurado y el entorno de desarrollo integrado (IDE). ■ AeI

Fluke: nueva división para el software de optimización de los ﬂujos de red

l grupo americano Fluke Networks, especializado en herramientas de instalación y análisis para las redes de cobre, fibra óptica y sin hi-

los, ha anunciado la creación de Visual Networks Systems, encargada del mercado de soluciones APM (Application Performance Management). Esta nueva sección propondrá diferentes software de optimización del tráfico de red, dirigidos tanto a los responsables

de sistemas de información como a los responsables de servidores. El objetivo es aportar inteligencia en la gestión de diferentes flujos de red en el seno de una empresa para garantizar la disponibilidad de las aplicaciones. ■ AeI

M2M: Gemalto adquiere Cinterion

l grupo especializado en seguridad informática, Gemalto, que es también uno de los principales fabricantes de tarjetas y tarjetas SIM, acaba de anunciar la adquisición de la sociedad alemana Cinterion Wireless Modules. Esta última fue creada por Siemens en 1995 y posteriormente fue cedida a un grupo de inversores en el 2008. Actualmente es uno de los principales fabricantes europeos de módulos para comunicación Machineto-Machine (M2M) con cerca del 20% del mercado. El director general de Gemalto afirma que esta adquisición permitirá crear sinergias para ofrecer nuevos servicios a los operadores de teléfonos

móviles. Estos operadores, que son nuestros clientes más importantes, demandan soluciones integradas incluyendo chips de comunicación avanzados y servicios de gestión a distancia también avanzados. ■ AeI

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Empresas

Colaboración entre NetMotion Wireless y Sierra Wireless

ierra Wireless, uno de los principales suministradores de componentes de comunicación M2M, acaba de asociarse con el editor NetMotion Wireless. El acuerdo hace posible que las dos sociedades conjuguen sus

ofertas comerciales. El objetivo no es otro que ofrecer soluciones más completas para los trabajadores móviles, gracias a la combinación de las tecnologías de Sierra y de NetMotion, que mejorará la continuidad de las

comunicaciones celulares en el paso de una a otra red (especialmente para el paso entre una red pública del tipo 3G y la red privada de la empresa) o además para el trabajo en las zonas donde la cobertura es muy débil o casi inexistente. Pam Cory, vicepresidente

de marketing en NetMotion Wireless, afirma respecto a este acuerdo de colaboración que sus tecnologías son perfectamente complementarias y su combinación permite a los profesionales que están en movimiento concentrarse en su trabajo , librándose de todos los problemas de cobertura de redes y de seguridad de las transmisiones. ■ AeI

Eventos

Todo a punto para la IV edición de las JAI

rganizadas por la Universidad de Vigo, la ETS de Ingenieros Industriales de Vigo y el Departamento de Ingeniería, Sistemas y Automática de la citada Universidad, las Jornadas de Automática Industrial están orientadas a la difusión formativa e informativa de las más innovadoras y avanzadas tecnologías de automatización industrial y estarán impartidas por representantes de las principales empresas del sector industrial. Así, entre las conferencias previstas, el día 15 Logitek impartirá la titulada Tecno-

logías de telecontrol para la gestión del agua, energía y medio ambiente, mientras que Schneider Electric hablará sobre las soluciones existentes para el sector del agua. Por su parte, la sección española de la ISA celebrará el día 16 un encuentro para el sector de la automatización industrial, mientras que Wonderware impartirá una conferencia sobre su plataforma tecnológica para aplicaciones de supervisión e integración de planta. Por otra parte, responsables de Siemens, Phoenix Contact, Beckhoff y Harting, entre

otras empresas, también dedicarán sus charlas a las tecnologías disponibles para la automatización industrial. El programa de las jornadas de la cuarta edición de las JAI, jornadas sobre tecnologías y soluciones para la automatización industrial que se celebrarán en Vigo del 15 al 19 de noviembre, está disponible en la web

http://desa.uvigo.es/jai2010/ control.php?sph a_iap=1004%%p_rpp=1

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Sistemas de control para la industria farmacéutica

iemens y Emte Sistemas organizan una jornada el próximo día 21 de octubre en Barcelona sobre la aplicación de la tecnología en el sector Life Sciences. En ella se darán a conocer algunas aplicaciones tecnológicas destinadas a mejorar la eficacia de las operaciones de fabricación. Entre los sistemas que se presentarán destaca el Weigh and Dispense, que permite automatizar los procesos de pesada de materias primas y que puede implantarse en procesos de fabricación con distintos grados de automatización, y el Electronic Batch Record (EBR), que proporciona una guía electrónica de fabricación que ayuda a ejecutar las órdenes de producción sin papeles permitiendo obtener registros electrónicos de cada lote nada más finalizar su producción, con datos fiables que combinan perfectamente las capturas manuales con las automáticas. Este software cumple rigurosamente con la norma 21 CFR parte 11 y reduce drásticamente los tiempos de inspección del departamento de calidad. El aforo es limitado. Para reservas e inscripciones (gratuitas), contacte con: www.siemens.es/ jornada-sector-farma

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Eventos

FERIAS Y CONGRESOS K

Cursos Sitrain

Feria del plástico y caucho k-online@messe-duesseldorf.de www.k-online.de

Del 4 al 6 de oct., SIMATIC S7: S7 200; del 4 al 7 de oct., SIMATIC S7: S7 Nivel 1; del 18 al 22 de oct., SIMATIC S7: S7 Nivel 2 y Control Distribuido: PCS7 Nivel 1 y del 25 al 29 de octubre, el curso SIMATIC HMI: WinCC Nivel 1. Siemens www.siemens.es/sitrain

Madrid 26 al 29 de octubre

Madrid

MATELEC Material eléctrico y electrónico IFEMA-Feria de Madrid www.ifema.es

Octubre

27 de oct. al 3 de novbre.

Düsseldorf

CURSOS Y SEMINARIOS

Cornellà de Llobregat (Barcelona) Cursos Sitrain

Feria y conferencia sobre energía eólica events@canwea.com www.canwea.com

2 al 5 de novbre.

Midest París Feria de subcontratación industrial info@midest.com www.midest.com

2 al 5 de novbre.

París Maintenance Expo París Feria de mantenimiento industrial info@maintenance-expo.com www.maintenance-expo.com

Rimini (Italia) 3 al 6 de novbre.

KEY Energy Exposición internacional de energía y movilidad sostenible infovisitatori@riminifiera.it www.keyenergy.eu

Vigo 8 al 12 de novbre.

IV Jornadas JAI 2010 Tecnologías y soluciones para la automatización industrial jai@uvigo.es www.uvigo.es

Expo:QA Testing y calidad del software Expo:QA contact@expoqa.com www.expoqa.com

Del 4 al 14 de oct., SIMATIC S7: S7 Nivel 1; del 27 septiembre al 8 de oct., SIMATIC S7: S7 Nivel 2; del 20 al 28 de oct., SIMATIC NET: S7 Profibus y del 28 al 29 de octubre el curso SIMATIC HMI: WinCC Scada. Siemens www.siemens.es/sitrain

Barcelona Master en ingeniería mecánica y equipamiento industrial (EMEI) 4 de octubre al 11 de julio,2011

CanWEA Montreal

París

15 al 12 de novbre.

1 al 3 de novbre.

Montreal

Diseño de sistemas mecánicos óptimos para un determinado equipo industrial. Integración en el diseño de máquinas y equipos la noción de entorno, referido tanto a las diferentes áreas de la empresa que intervienen en la producción de las máquinas como a los diferentes usuarios de los equipamientos. Tecnologías de fabricación más adecuadas a los materiales con gran incidencia en los procesos de innovación, como son los componentes metálicos y los polímeros. CITCEA www.citcea.upc.edu

Barcelona 5 de oct. al 5 de julio, 2011

Feria Internacional de máquina-herramienta jimtof@tokyo-bigsight.co.jp www.jimtof.org

Octubre

Jimtof Tokio

Master en Mecatrónica Integrar en el diseño de un componente o sistema mecánico las tecnologías de la electrónica, la informática y las comunicaciones. Diseñar los componentes y sistemas mecatrónicos más adaptados a las necesidades del producto. Automatizar el funcionamento de los sistemas mecánicos y comunicarlos con su entorno. CITCEA www.citcea.upc.edu

Houston (Estados Unidos) SA Automation Week 4 al 7 de octubre

28 de oct. al 2 de novbre.

Tokio

Conferencias acerca de las ultimas técnicas empleadas en los procesos de manufacturación, que permiten una mayor eficiencia, productividad y economía, complementado con la exhibición práctica de los productos presentados. ISA info@isa.org www.isa.org

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Mercados

FLASHES

Previsiones de mejora en los sectores demandantes

 Los componentes industriales para comunicaciones basadas en Ethernet mantienen una tendencia positiva en China, a pesar del impacto que la crisis internacional ha tenido sobre algunos sectores industriales chinos. En consecuencia, según previsiones de IMS Research, se espera que los componentes industriales para redes Ethernet aumenten en torno al 28% anual entre 2008 y 2013.

Vuelta al crecimiento de los equipos de visión en 2010 Después de las dificultades experimentadas por el mercado europeo de equipos de visión durante 2009, las previsiones de la asociación europea del sector apuntan a que al cierre del ejercicio de este año el mercado vuelva a arrojar un sustancial crecimiento del 11%.

 La denominada “telemática verde” aplicada a los vehículos comerciales y de pasajeros convencionales para la reducción de sus emisiones de CO2 está previsto que siga una progresiva penetración en el mercado europeo y norteamericano de manera que pase de un volumen de negocio de 80 M$ en 2008 hasta 700 M$ en 2015.

 Los equipos para la manipulación de materiales siguen manteniendo la demanda gracias a la actividad desarrollada en las economías emergentes, especialmente, China, al tiempo que se aprecia una creciente incorporación de inteligencia electrónica y se procede a la reducción del tamaño de los equipos.

egún manifestó el vicepresidente de la asociación europea de equipos de visión (EMVA) durante la rueda de prensa celebrada con motivo del certamen Automática 2010 que tuvo

lugar en Munich el mes de junio pasado, los resultados obtenidos de un informe realizado sobre el mercado europeo de máquinas de visión indican un crecimiento en el volumen de negocio del

11% para este año respecto al 2009, cuando el mercado experimentó una caída del 21%. Durante 2009, las ventas de equipos de visión a todos los sectores fabricantes disminuyeron y en el caso del automóvil, principal sector demandante, la caída de la facturación fue del 34,2% respecto al año anterior, aunque en otros sectores la reducción de la demanda fue menor. De hecho, los dos únicos sectores que aumentaron su demanda de equipos de visión en 2009 fueron el de semiconductores, gracias al impulso del sector fotovoltaico, y el sector no fabricante (ciencias de la salud, seguridad, ingeniería médica, deportes y ocio, sistemas de control inteligente de tráfico, etc.), donde existe un amplio campo de aplicaciones para la tecnología de visión. Las máquinas de medición en tres dimensiones es el segmento del mercado con mayores aplicaciones en 2009, con el 19%. Por otra parte,

ALGUNOS INDICADORES DE COYUNTURA 2009

2010

Producción eléctrica bruta (millones) (1-31 julio)

112.227 kWh

109.712 kWh (-2,2%)

Demanda total peninsular de electricidad (1-31 julio)

146.324 kWh

152.346 kWh (4,1%)

Consumo de cemento (enero-junio)

14,294 MT

12,018 MT (-15,9%)

Importaciones (mayo)

16,159 M€

20,378 M€

Exportaciones (mayo)

12,893 M€

16,213 M€

IPC (julio)

1,9% (variación interanual)

PIB (1º trimestre 2010)

-1,3% (variación interanual)

IPRI (Indice precios industriales) (junio)

116,1

3,7% (variación interanual)

IPI (Índice producción industrial (junio, base 2005)

88,9

1,9% (media de lo que va de año)

IPI Bienes de consumo (junio)

96,2

IPI Bienes de equipo (junio)

87,2

IPI Bienes intermedios (junio)

84,2

Fuentes: INE, Unesa, Oficemen

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Mercados

la inspección discreta de componentes es la aplicación que experimentó el mayor descenso. Aunque todavía continua siendo la principal aplicación de los equipos de visión, su cuota de participación descendió del 52% en 2008 al 37% en el año 2009. Las previsiones de reconducción del volumen de negocio de los equipos de visión para este año, hasta cifrarlas en un crecimiento del 11%, se basan en las previsiones de crecimiento de los sectores tradicionales de demanda, como los fabricantes de maquinaria, que después de experimentar descensos de dos dígitos en su facturación en el mercado mundial, se prevé un crecimiento del 9% para este año, lo que significa un clima favorable para los suministradores de los equipos de visión. ■ AeI

Mercado de sistemas de seguridad

A la espera de la recuperación económica en 2011

l mercado mundial de sistemas de seguridad se ha visto frenado por la crisis económica mundial, especialmente en las economías desarrolladas de Europa Occidental y Norteamérica, aunque se espera que el próximo año se produzca una reacción alcista, de acuerdo con un estudio de mercado realizado por la consultora ARC Advisory. Estas previsiones de recuperación se basan en la reciente evolución de las dos mayores economías asiáticas (China e India), para las que se prevé que generen una demanda de sistemas de seguridad para procesos por encima de la media en

los próximos cinco años. La generalización de las normativas sobre seguridad en todos los sectores industriales, particularmente en la petroquímica, industria de generación eléctrica y la química, junto con la mayor conciencia sobre la seguridad industrial después de algunas de las grandes catástrofes industriales, están impulsando la demanda de sistemas de seguridad. Según reconoce el citado informe, se está produciendo un cambio de mentalidad en la medida que se está pasando de la contabilización de los costes de la seguridad a la evaluación de los gastos que comportan los incidentes imprevistos.

La seguridad informática, que gana en importancia en nuestras actividades cotidianas, es uno de los factores más importantes a considerar en la seguridad de los procesos industriales. La adopción de una metodología común o de un planteamiento de ciclo de vida en lo que se refiere a la previsión y la seguridad es más eficiente, en la medida que reduce la duplicación de esfuerzos, minimiza la posibilidad de omisiones y ayuda a desarrollar sistemas más seguros. Todo ello contribuye a que se propicie una más estrecha integración de los sistemas de seguridad en los sistemas de control. ■ AeI

SECTORES DE ACTUACIÓN: • Alimentación humana y animal • Papel, plástico, cartón y corcho • Química - Farmacéutica • Health Care • Tratamiento de aguas

TECNOLOGÍA DE VANGUARDIA

• Constructores de maquinaria • Packaging y paletizado • Energías Renovables

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Mes a mes

La columna de Laura

Guerras y batallitas

Laura Tremosa Coordinadora del Consejo de Redacción Automática e Instrumentación

 Nadie pone en duda que los estándares son una pieza clave en el mundo de la informática en general y de la industria en particular. ¿Por qué, pues, tardan siempre tanto en llegar? La respuesta es sencilla: se trata de una cuestión de Business. ¿Recuerdan la llamada “guerra de los buses de campo”que empezó hace casi dos décadas? Llenó centenares de páginas de todas las publicaciones especializadas, incluidas las de esta revista. Recuerdo cómo en un intento de disponer de un único estándar, la ISA fue la coordinadora de la norma SP50 de bus de campo, pero en realidad nunca llegó a ninguna parte. Todos decían desear un estándar, pero al final nos encontramos con una decena de diferentes protocolos para redes industriales. He recordado aquella guerra a raíz de la noticia sobre el lanzamiento formal de servicios de certificación del estándar ISA100.11a para comunicaciones wireless por parte del Wireless Compliance Institute (WCI). En el mundo del wireless industrial nos encontramos, pues, hoy, con dos estándares, el citado ISA100.11a (su proceso de desarrollo ha sido muy, muy largo) y el WirelessHart. No parece que en este caso vaya a desencadenarse una guerra, no obstante, también hubo sus guerrillas previas. Fue en septiembre de 2007 cuando el Hart Communication Foundation (HCF) anunció el lanzamiento oficial de la especificación Hart 7, que incluye WirelessHart, presentándose como el primer estándar abierto de comunicación inalámbrica diseñado específicamente para la medición y control de procesos. Esta especificación fue desarrollada mediante los esfuerzos combinados y de cooperación de las empresas miembros del HCF, que incluye la mayoría de las empresas de la industria de la automatización. Sin embargo, según pudimos leer en aquel momento en la prensa internacional, parece que a última hora hubo una petición de Honeywell Process Systems en el sentido de eliminar WirelessHart de dicha especificación. El argumento era esperar que estuviera lista la ISA100.11a de la que se disponía entonces de una versión “borrador”. La petición perdió la votación en el consejo directivo de HCF del que forman parte la propia Honeywell, ABB, Emerson Process Management, Endress Hauser y Siemens. Recuerdo que aquel mismo año, en el lanzamiento por parte de esta empresa de su solución “One Wireless”, un periodista preguntó si apoyaban el WirelessHart. Pues bien, la respuesta por parte de los directivos de la multinacional americana fue curiosa. Afirmaron: apoyamos Hart sobre red

inalámbrica. Un juego semántico que cabría interpretar como una cierta reticencia a la adopción de WirelessHart. ¿Por qué aquella petición y por qué no fue aceptada? La explicación es simple: otras empresas, Emerson en un primer lugar, llevaban tiempo vendiendo instrumentación inalámbrica con el compromiso de que los usuarios podrían migrar a WirelessHart cuando éste fuera aprobado. Es decir, que cuando en septiembre del 2007 llegó la aprobación, ya existía un importante parque de equipos esperando el estándar, lo que explica el voto negativo a la propuesta de Honeywell. Es cierto, sin embargo, que Emerson ha seguido comprometida en el desarrollo de ISA100.11a. La explicación de las “amistosas” diferencias entre Honeywell y otros miembros del consejo directivo de HCF hay que buscarla probablemente en que mientras unos están más interesados en el mercado de los dispositivos de campo, Honeywell tiene una línea mucho más amplia de sistemas de control, ubicados en plantas de proceso y que requieren comunicaciones inalámbricas más allá de la simple instrumentación de campo. Es en este sentido que el estándar ISA100.11a resulta mucho más útil. Buena prueba de ello es que, poco después de anunciarse los servicios de certificación, ya ha puesto al mercado varios productos de acuerdo con la norma. De todos modos, entre WirelessHart y quienes desarrollaban la ISA100.11a nunca la sangre llegó al río. Así, por ejemplo, habían pasado sólo pocas semanas del lanzamiento del primero cuando el HCF anunció un acuerdo de colaboración con ISA para investigar las posibilidades de incorporar WirelessHart en los trabajos de desarrollo del ISA-100. No tengo información sobre cómo ha quedado la cosa finalmente, lo que sí sé es que Yokogawa, otra de las empresas que ha sido rápida en lanzar productos de acuerdo al protocolo ISA100.11a, ya ha anunciado que está trabajando para desarrollar un adaptador para instrumentos Hart de forma que se capten las variables Hart y las transmita a la red ISA100.11a. En las guerras, batallas o batallitas que desencadena el diseño de los estándares, los diferentes líderes en el mundo de la automatización buscan sus respectivas ventajas de mercado. En todo caso, así como aquel SP50 quedó en nada, parece que el nuevo ISA100.11a sí aparece como un estándar que puede ocupar un papel importante en el futuro mundo del wireless industrial, sin menoscabo del ya bien probado WirelessHart.

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Automática e Instrumentación

PERSONAS

Septiembre 2010 / n.º 421

Eric Thieren, Business Manager Information Solutions para Europa del Sur de Rockwell Automation

“Hay que tener mejor información y en tiempo real, de esta forma se es más rápido y reactivo” Rockwell Automation es una de las grandes empresas internacionales dedicada a proporcionar soluciones de automatización para el sector industrial. Las necesidades actuales de las empresas son, a ojos de esta compañía, motivo primordial para marcar como estratégico el refuerzo de la rama dedicada al desarrollo del software industrial. 28

as oficinas centrales de Rockwell Automation se encuentran en Milwaukee, Wisconsin. Desde sus originarias tierras norteamericanas, la dirección marca las líneas generales del negocio para más de 80 países. La experiencia acumulada en los más de cien años de andadura de la compañía, así como la atenta mirada a los cambios producidos en la fabricación, hacen que la potenciación del software industrial sea uno de los puntos trascendentales para esta empresa. Como objetivo se han marcado conquistar este mercado, y España se encuentra entre sus retos más importantes. Eric Thieren, de nacionalidad belga, es actualmente el responsable comercial de la Business Unit Software de la región Sur de Europa en Rockwell Automation. Durante los diez últimos años, ha trabajado en diferentes puestos de márketing y ventas en diferentes países europeos en el ámbito de la informatización industrial. Es ingeniero industrial por la Universidad de Gante y licenciado en gestión de empresas por la Escuela de Comercio de Solvay. A través de esta formación y experiencia cons-

tata y analiza los cambios, el estado actual y las necesidades del mundo de la fabricación. En los últimos 100 años las necesidades de los consumidores ha evolucionado del producto estándar al producto costumizable a medida. Ahora se necesita producir más rápido y con mayor flexibilidad. Por eso, la información es un elemento clave. Ante la presión del mercado, la respuesta es la agilidad y la productividad y eso es, precisamente, lo que aporta Rockwell con sus soluciones integradas. Conexión eﬁcaz El trabajo sincronizado de los sistemas de automatización y los de información parecen ser el quid para lograr la mejora de la productividad.

“La solución de Rockwell se concentra en que los usuarios puedan combinar datos de producción con datos del ERP, de ventas… sin la necesidad de recurrir al equipo de TI”.

Como recuerda Thieren, la manera de gestionar la fabricación ha variado. Hay que saber exactamente lo que se necesita producir y cómo se debe producir en cualquier momento. Por eso, hay que tener información contextualizada y en tiempo real; de esta forma se es más rápido, reactivo y preventivo. Se aumenta la flexibilidad y la rapidez y se eliminan errores. La propuesta de productos de software industrial desarrollados por Rockwell se centra en la gestión de la producción (MES), el control predictivo multi-variable (MPC) y la Operational Intelligence. Se trata de gestionar la ejecución de la producción y su genealogía, de controlar procesos de fabricación, y con esa información, ir con la Operational Intelligence más allá del concepto de Business Intelligence que está más orientado a la alta dirección y las finanzas. La Operational Intelligence proporciona a todo el personal que trabaja en la operativa de los procesos industriales herramientas para visualizar, analizar y gestionar información contextualizada en tiempo real sobre diversos aspectos de la producción sin tener que contar con grandes conocimientos de tecnologías de la información. En general, la información está muy fragmentada, en fuentes muy diversas. Cuando se necesita combinar información, se requiere hacer mucho esfuerzo para buscarla. Cuando se acaba teniendo algo, el tiempo de reacción ya ha pasado. La solución de Rockwell se concentra en que los usuarios puedan combinar datos de producción con datos del ERP, de ventas… sin la necesidad de recurrir al equipo de TI. Thieren también explica que la conexión segura y

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“Nosotros nos diferenciamos en que conocemos la informatización y el control y, por lo tanto, podemos y sabemos actuar sobre necesidades involucrando el tiempo real”.

eficaz con la automatización es muy importante, porque es la parte que acciona, controla la producción y captura datos a alta velocidad. Para ser verdaderamente productivo y competitivo no sólo hay que gestionar bien la producción, es esencial poder capturar, guardar y analizar los datos generados en el proceso de fabricación y ponerlos en su contexto para lograr una toma de decisiones basada en el conocimiento a través de la información. Además insiste en que combinado con las soluciones de MES de Rockwell Automation es posible capturar los datos y gestionar mejoras en la producción gracias a un análisis mas preciso del comportamiento de los procesos. Ford, Nestlé o Continental son sólo algunos de los ejemplos de clientes con los que trabaja Rockwell Automation. La oferta de Rockwell Automation se adapta a diferentes tipos de producción y sectores, aunque donde más se requiere su portafolio de soluciones es en la industria del automóvil, la farmacéutica y la agroalimentaria, sin olvidar las industrias de proceso como cementeras, bioquímicas, ciencias de la salud

(entendiendo como tal las de fabricación de, por ejemplo, herramientas para hospitales), minerías, químicas, etc. Además, la importancia que está cobrando el aspecto energético y el despegue de las energías alternativas han abierto un nuevo mercado al que Rockwell Automation está prestando especial atención debido a su potencial de crecimiento. Hay compañías que ofrecen soluciones puntuales, customizadas… hay proveedores que ofrecen la totalidad de la necesidad de información… pero son empresas con un perfil más informático. Nosotros nos diferenciamos en que conocemos la informatización y el control y, por lo tanto, podemos y sabemos actuar sobre necesidades involucrando el tiempo real, enfatiza Thieren. Soluciones para todos Rockwell Automation llega a sus clientes a través de una red de 5.600 partners. La compañía cuenta con más de 19.000 empleados, de los que aproximadamente 1.000 están dedicados al software industrial. Su fórmula de trabajo se adapta tanto a los diferentes países en los que actúa

como a sectores y compañías concretas. Nuestros clientes son empresas de todo el mundo y tamaño y van desde multinacionales a pequeñas compañías de ámbito local, pero para todas ellas contamos con una solución adecuada a sus requerimientos. Tenemos servicios de implementación que nos permiten visitar a un cliente, analizar sus necesidades, proponer una solución y entregar llave en mano el producto y el mantenimiento de esa solución. Es decir, hacemos todo el ciclo de vida de la aplicación. Pero no podemos hacer todo, no tenemos todos los conocimientos de cada uno de los sectores de la industria, por eso también trabajamos con integradores de sistemas que implementan soluciones utilizando nuestros productos. Trabajar directamente con Rockwell, al igual que con cualquier otra gran compañía, aporta una mayor seguridad en la implementación, sobre todo de proyectos más grandes o que involucren más de una fábrica. España es uno de los países por los que más apuesta la compañía, ya que existe un claro interés de las empresas ubicadas en nuestro territorio hacia el software industrial y la Operational Intelligence. Sin embargo, Thieren resalta que por la evolución y la tradición del país hay elementos y cuestiones que necesitan una atención especial. Una de ellas es que en España se habla poco inglés. También es consciente de las dificultades económicas motivadas por la crisis que atraviesa la nación. Las empresas tienen que invertir, pero son inversiones que parecen difíciles de justificar y de cuantificar. Pero el entorno económico está frenando en todos los países, no sólo en

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España. Lo importante es que hay un interés y que podamos demostrar el valor añadido a través de proyectos, aunque sean pequeños. La familia de soluciones de Rockwell se basa en la modularidad. Nos adaptamos a las necesidades del cliente a través de una solución evolutiva. Tenemos una conexión estándar a la automatización y después hay necesidades específicas, como historización o rendimientos de línea. Somos modulares porque esto es lo que nos permite dar respuesta a todas las demandas, con aplicaciones adaptadas, explica Thieren. El catálogo de soluciones de Rockwell se cimenta en la Arquitectura Integrada soportada por la plataforma de control logix y por redes de comunicación abiertas. Thieren destaca que la facilidad de comunicación de esta Arquitectura Integrada ha facilitado el desarrollo de una plataforma de software común denominada FactoryTalk, y que consta de seis disciplinas de producción diferentes, cada una con su propio juego completo y comple-

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mentario de aplicaciones, que cubren las necesidades de información y control de la planta. Mediante la integración e interoperación, estos productos resuelven, con sus facilidades de configuración y modularidad, necesidades de información de la planta como la integración de sistemas empresariales con los de toda la planta, la gestión de activos, la conectividad del sistema de control y HMI/SCADA. El mañana Las previsiones de futuro de Rockwell Automation van ligadas a la evolución de la automatización. Prevén una mayor integración entre los sistemas informáticos y los de control. Las tendencias de las soluciones de software varían en función del tiempo estimado. A corto plazo serán soluciones estándares más puntuales, modulares, con un crecimiento de paso a paso. A medio plazo se hará mayor hincapié en una mayor integración de las aplicaciones en la planta a través de la estandarización, es decir, yo creo que va a morir el

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desarrollo específico, no totalmente porque es necesario en algunos casos, pero éste será mínimo. Además, se añadirá más inteligencia. Ahora se facilitan muchos datos, pero la inteligencia todavía la hace la persona por interpretación. Thieren también apunta la fábrica digital como otra de las vías en desarrollo en un tiempo prudente, ya que permitirá una implementación mucho más rápida de los modelos en los sistemas de fabricación. Asimismo, junto con la Operational Intelligence, Rockwell considera que otro sistema de información que goza de un gran interés ahora y en los años venideros es el Manufacturing Execution System (MES). Sin embargo, como argumenta Thieren, éste será un tema más lento debido a la situación mundial de crisis, porque MES tiene influencia inmediata en los procesos de producción y, por lo tanto, son proyectos con más riesgo, que requieren inversiones más grandes y necesitan más reflexión. Nuria Calle

CJ2M: LA MÁQUINA Resultado de la innovación a través de la evolución ��

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El Digital Video Manager R400 se integra en la red OneWireless

Mejorando la supervisión de los procesos

oneywell ha anunciado recientemente la introducción de mejoras en la tecnología de vídeo digital utilizada en instalaciones industriales para aumentar la eficacia de la supervisión de procesos. Y estas mejoras han sido implementadas en el Digital Video Manager (DVM) R400, que puede integrarse en la red inalámbrica OneWireless de Honeywell, lo que posibilita la instalación de cámaras en prácticamente cualquier ubicación y simplifica el proceso de instalación y configuración. El DVM forma parte del sistema Experion PKS, un sistema de vigilancia con sensor de vídeo digital que integra herramientas de análisis y transferencia de vídeo en las aplicaciones

de control de procesos, lo que permite supervisar y detectar incidentes en áreas inaccesibles o peligrosas de instalaciones industriales, como refinerías de petróleo, fábricas de papel o centrales eléctricas. También puede utilizarse para supervisar a los trabajadores de las plantas o para validar los posibles incidentes medioambien-

tales o de seguridad. Su arquitectura de distribución de vídeo permite que varios servidores funcionen como un solo sistema sin necesidad de requisitos técnicos adicionales. También reduce las interrupciones producidas por fallos en un punto del proceso y exige menos ancho de banda y espacio de almacenamiento.

Mejoran la seguridad y usabilidad

Nuevos paneles con tecnología de máscaras

as máscaras constituyen un elemento al que ya están acostumbrados los usuarios de teléfonos móviles y reproductores de MP3. Ahora está empezado a ganar terreno también en el campo de la automatización, pues la posibilidad de cambiar la combinación de colores con sólo pulsar un botón hace que los paneles se puedan utilizar de una forma más sencilla y segura. La tecnología zenon Chameleon que Copa-Data ha incorporado al zenon 6.50 permite usar paletas de colores intercambiables,

Copa-Data, empresa europea especializada en automatización, ha incorporado la tecnología de máscaras denominada Chameleon al nuevo panel zenon 6.50, que a partir de ahora se podrá utilizar con máscaras basadas en paletas de colores configurables y fáciles de cambiar. de manera que los colores de cualquier objeto se pueden modificar con un solo clic (o incluso de forma totalmente automática en el inicio de sesión) en tiempo de ejecución o bien en el editor durante la configuración. La posibilidad de usar paletas de colores intercambiables hará que sea más fácil adaptar la

pantalla a factores que impiden una correcta visualización, como la luz solar directa o el daltonismo, por ejemplo. Al mismo tiempo, las máscaras posibilitan marcar diferentes funciones y modos, de manera que el usuario puede ver inmediatamente los permisos que tiene asignados y puede distinguir de un

Cuando se combina con OneWireless, el componente DVM posibilita la ampliación de los sistemas de supervisión de vídeo en función de los requisitos de la planta. También mejora el rendimiento de los operadores, ya que les permite alternar fácilmente entre la transmisión de vídeo e información de procesos, y la visualización de vídeo y de datos de procesos al mismo tiempo, combinándolos en una misma imagen. Por ejemplo, si una videocámara detecta la existencia de una posible fuga en un conducto, puede avisar al operador para que en el resumen de alarmas de Experion busque el gráfico de operador que corresponda. Así, el operador podrá responder de la forma más adecuada inmediatamente. www.honeywell.com/ps vistazo si el proyecto que se está ejecutando es real o sólo una simulación. Disponibles ya cinco máscaras Copa-Data ha preparado inicialmente cinco máscaras que ya se pueden descargar para las aplicaciones más habituales: la máscara Diseño está pensada para aumentar la usabilidad; Modo Administrador y Modo Simulación garantizan la máxima claridad en la definición de funciones y modos; Ojo de halcón ofrece un excelente contraste; y Corrección de colores está optimizada para usuarios con problemas de daltonismo. www.copadata.com/ skins

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Productos

as soluciones SRC incluyen el lenguaje VAL3, soluciones en productos VAL y el nuevo drive uniVAL. VAL3 es el entorno avanzado que Stäubli ha desarrollado específicamente para cubrir las necesidades de la robótica. Simple pero potente, VAL3 permite una programación sencilla y a la vez optimizar al máximo las prestaciones del robot. Su arquitectura abierta posibilita una fácil integración e intercambio de datos a través de los buses de campo Ethernet, ModBus TCP y OPC. Para apoyar el funcionamiento continuo y garantizar que las funciones del robot se adaptan al diario rango de contingencias, VAL3 lleva integradas herramientas de desarrollo y diagnosis, registros de eventos y errores, así como herramientas de debugger. La recien presentada VAL3 versión 7.0 incluye nuevas características como son la gestión de matrices 3D, diccionario de datos, matrices especiales con indexación de cadenas de caracteres en lugar de números, nueva gestión de las entradas/salidas y diversas nuevas instrucciones. Por otro lado, las soluciones en productos VAL constituyen un conjunto de productos de software fáciles de usar que ofrecen unas funcionalidades especializadas y la posibilidad de que el propio usuario realice tareas de programación y manipulación de forma sencilla desde la propia consola

Innovaciones en control y programación robótica

Stäubli actualiza su software Para facilitar el desarrollo de aplicaciones robóticas y su programación, esta firma especializada en robótica ofrece un conjunto de soluciones de software fáciles de utilizar y adaptadas a todas las necesidades que están integradas en el controlador del robot, el CS8, bajo la denominación Stäubli Robotic Controller (SRC) o funcionan en el PC como parte del Stäubli Robotics Suite (SRS).

de control. El último desarrollo de Stäubli es el Drive uniVAL, una solución lista para conectar orientada a los fabricantes de máquinas que quieren controlar robots Stäubli desde un controlador industrial de movimiento de carácter genérico. Es muy sencilla de conectar a los más recientes buses de campo basados en Ethernet en tiempo real, cumple con los protocolos industriales de control de ejes y es compatible con las herramientas de servicio y mantenimiento de Stäubli.

Llevar el entorno del robot al escritorio del PC Por lo que respecta al SRS, es un entorno de trabajo basado en Windows que permite la programación offline y también operaciones, lo que posibilita llevar el potencial del VAL3 y del CS8 dentro del escritorio del PC en un entorno Windows, simplificando notablemente las tareas de programación y control. Desde el punto de vista funcional, se obtiene una imagen del controlador en el propio PC, disponiendo de un cómodo interface

que permite al usuario controlar el propio mando desde el ordenador. SRS también incluye herramientas para la transferencia y gestión de archivos, incluyendo un botón de salvaguarda de datos, la posibilidad de conectarse remotamente al controlador CS8 para tareas de mantenimiento y las herramientas de acceso remoto online para diagnósticos através de Internet. La nueva versión 7.0 del SRS ofrece nuevas características, que incluyen un debugger off-line, que permite depurar la aplicación desde el propio PC. Además, dispone de una mayor ventana, de un listado de visualización de variables y de la pila de eventos. La nueva versión del Studio Editor permite las vistas planas y jerárquicas de los datos vinculados, ofreciendo al usuario la posibilidad de visualizar de forma simple y ordenada datos como listado de puntos, referencias y variables de herramienta. ■ AeI

Comunicación sin barreras. ¿Conoce a fondo toda su planta? ¿Cuál es su estado actual? Las soluciones innovadoras de Endress+Hauser con WirelessHART le ayudarán a integrarse en el mundo inalámbrico para un mayor control de posibles lagunas en el control de procesos. Tendrá acceso a ubicaciones remotas, a equipos móviles o a cualquier lugar donde el coste del cableado sea prohibitivo: sólo tiene que añadir WirelessHART y tendrá acceso a la información del proceso que usted necesita. WirelessHART le ayuda a medir, monitorizar y mantener su planta de manera más eficiente: un medio rentable de aumentar la productividad.

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Aplicaciones wireless: mayor oferta y demanda Actualmente, tanto la oferta de soluciones wireless como su demanda están creciendo significativamente. Esto es debido a que, a pesar de que sigue subyaciendo una lista de preocupaciones para los usuarios en la industria (seguridad, confidencialidad, fiabilidad, respuesta en tiempo real, falta de experiencia, estabilidad de los estándares y compatibilidad con los buses y redes locales existentes), algunas se van diluyendo y los sistemas están presentando una evolución más favorable de lo que muchos esperaban.

as ventajas de los sistemas de comunicación inalámbricos respecto a los que utilizan cable son manifiestas, especialmente en lo que se refiere a la facilidad de implantación, alta escalabilidad, rapidez de instalación, movilidad y bajo coste. Además, en algunas ocasiones pueden llegar a ser la única alternativa válida para llevar a cabo el proyecto. La transmisión inalámbrica no es algo nuevo, sino que en las aplicaciones industriales se viene utilizando desde hace décadas con éxito, especialmente en la industria del agua. No obstante, el estado de la tecnología hacía que su utilización en el pasado estuviera muy restringida. Las cosas han cambiado ■ Fuente: Emerson. y actualmente estamos asistiendo a la aparición comunicación de estas redes no se de una eclosión de oferta de prolimitan a simples datos, sino que se ductos industriales dotados con extienden a sonido e imagen. conectividad inalámbrica por parte Ante este ímpetu en la oferta, de distintos fabricantes, que van ha comenzado a incrementarse la desde sensores, transmisores de demanda, aunque todavía de forma campo, módulos de E/S, accionatímida en instalaciones industriales mientos y autómatas hasta HMI con un cierto grado de criticidad, al u ordenadores, entre otras posibimenos en España. En un inicio su lidades. Además, los servicios de utilización se limitaba a ciertos cam-

pos de aplicación donde los riesgos asociados a su despliegue y utilización eran asumibles para el usuario, pero a medida que se han cosechado éxitos y se ha incrementado la casuística existente, parece que su utilización se va ampliado progresivamente hasta ocupar una buena parte de su espectro de aplicaciones potenciales. A pesar de ello, detrás aún subyace una lista de preocupaciones para los usuarios en la industria: seguridad, confidencialidad, fiabilidad, respuesta en tiempo real, falta de experiencia, estabilidad de los estándares y compatibilidad con los buses y redes locales existentes. Menor incertidumbre para el usuario Algunas de estas preocupaciones se van diluyendo rápidamente y los sistemas están presentando una evolución más favorable de lo que muchos hubieran apostado hace un tiempo. Por ejemplo, la fiabilidad que consiguen varios sistemas de comunicación wireless está próxima al 99%, la coexistencia entre los distintos sistemas se afianza, la respuesta tem-

Wireless Septiembre 2010 / n.º 421

poral es más que adecuada para muchas aplicaciones (por debajo de 100 ms, suficiente para muchos entornos de proceso) y la experiencia que se acumula está reorientando la forma de comercializar las propias redes. Quizá los grandes retos pendientes siguen siendo la seguridad y el tiempo de respuesta para determinados entornos, a pesar de que se ha mejorado sensiblemente. En la actualidad hay una gran variedad de estándares imperantes, como son: Bluetooth, ZigBee, WiFi, WiMAX, LTE, GPRS, UMTS, HSDPA, etc. Todos ellos tienen distintas características y están conformados en uno de los tres grupos genéricos para las WAN: área reducida, área local y área extendida. Los fabricantes ofrecen su oferta en base a uno o varios de estos estándares, muchas veces encubierto bajo su designación comercial. Uno de los aspectos que ha propiciado que los usuarios se decidan a utilizar estos productos es que los suministradores de equipos inalámbricos han hecho que la implantación sea más fácil y segura. Cada caso es distinto y el éxito de la aplicación puede depender de parámetros tan distintos como la propia topología de la planta, materiales utilizados en su construcción, radiaciones procedentes de fábricas vecinas o rango de cobertura requerido (especialmente si hay dispositivos móviles por áreas diversas). Estos puntos pueden complicar y producir retrasos en la puesta en marcha o, lo que es peor, que el sistema no tenga la suficiente disponibilidad o fiabilidad en su operativa normal de funcionamiento. Para reducir la incertidumbre en esta etapa de selección de componentes y despliegue del sistema wireless, los fabricantes ofrecen herramientas de configuración, evaluación y simuladores de la red. Por lo general son paquetes de software en que se introducen los datos relevantes, como planos, materiales o las necesidades de los servicios requeridos. Después se obtiene el resultado, mostrando las distintas áreas de la fábrica y su índice de cobertura y otros indicadores, de forma que es fácil aumentar

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■ Fuente: Siemens.

o disminuir el número de nodos, o bien simplemente reubicarlos a otra posición más favorable. Al final, el proyecto no sólo queda optimizado para las necesidades actuales, sino también frente a posibles ampliaciones futuras. Por último, se obtiene la lista de material apropiado para emplazar el pedido de los equipos y materializar la aplicación. Algunas propuestas de estandarización Además de los estándares comentados, para las aplicaciones de proceso continuo y discreto se están disputando el protagonismo dos propuestas distintas: ISA100.11a y WirelessHart. Ambos son buses inalámbricos avanzados de última generación, con estructura mallada y autoorganizados. El primero es la red promovida por la ISA (International Society of Automation). Las especificaciones ya están concluidas después de un proceso que ha durado algunos años. Quedan pendientes otras partes del estándar que están en vías de desarrollo, pero que no afectan a la operatividad del mismo para un gran número de aplicaciones. Hay productos disponibles en el mercado y cuenta con recursos de verificación de conformidad y chips de interfase disponibles. WirelessHart es la solución propuesta por la Hart Communication Foundation y cuenta con el atractivo de ser similar a los millones de

dispositivos de cable compatibles de este bus de campo ya existentes en el mercado. En este caso, el usuario tiene la ventaja de que su familiaridad con los sistemas tradicionales Hart puede capitalizarla para los nuevos sistemas inalámbricos. El bus ISA100.11a es posiblemente una alternativa más ambiciosa que la segunda, pero ha requerido de un mayor consenso en su camino de publicación de las normas, lo que ha producido que WirelessHart disponga de una mayor oferta de productos en el presente, al contar con esta ventaja de anticipación. Se han alumbrado diversas alternativas de convergencia para ambos buses, sin llegar a fructificar por el momento, aunque por lo menos existe la voluntad de ofrecer una guía clara que favorezca su coexistencia y compatibilidad en un futuro. Lecciones aprendidas Este asunto recuerda en cierto modo a la famosa guerra de los buses que se dio en la década de los noventa, aunque en este caso hay tres diferencias sustanciales (por lo menos) respecto a aquella época. Primero, parece como si los actores involucrados en el proceso (principalmente instituciones, fabricantes y usuarios) hubieran aprendido la lección: el avance tecnológico es tan rápido que no espera a nadie. Por lo tanto, se intentan agilizar al máximo los procesos de estandarización. La segunda diferencia es que en

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esta ocasión no se produce un cambio de paradigma tan drástico como en los noventa, en cuanto a dar un salto desde la conexión analógica de los equipos a la conectividad digital, sino que se trata de cambiar el medio físico y la tecnología asociada con el mismo. El tercer aspecto relevante es la rápida y abundante disponibilidad de circuitos de interfase compatibles en el mercado, lo que permite desplegar velozmente una amplia oferta de pasarelas y encaminadores, algo que es crítico para reducir el tiempo de desarrollo de los fabricantes de equipos de instrumentación y control, que tienen que resolver su interfase embedded en el producto final. Esta oferta de circuitería de interfase entre redes inalámbricas y buses de campo tradicionales es el antídoto para conseguir desbloquear la mayoría de situaciones negativas que puedan originarse en cuanto a compatibilidad de sistemas. Por ejemplo, un fabricante de transmisores de presión puede ofrecer su equipo con distintas conectividades integradas en el mismo o bien configurables en el momento de su fabricación, lo que alivia relativamente la necesidad de esperar a los estándares únicos. Es interesante recordar que el éxito futuro de los sistemas wireless queda garantizado, básicamente, por una razón muy pragmática: el bajo coste. Esta ventaja puede traducirse a nivel de instalación u operativa, o

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■ Fuente: Rittal.

en ambos casos. Por el momento, la mayoría de experiencias llevadas a cabo han sido en el campo de la monitorización de procesos, el inventariado, en sistemas que requieren movilidad o en instalaciones inaccesibles; en todos estos casos se ha comprobado la facilidad de implantación y la fiabilidad de estos sistemas. A partir de aquí, también comienzan a emerger las instalaciones de control que no son críticas, muchas veces como pruebas piloto, aunque los fabricantes confían en esta tecnología y promueven avanzar hacia aplicaciones con mayor criticidad (siempre dentro de lo razonable), fruto de los parámetros de fiabilidad

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y seguridad obtenidos. Para la preparación de los contenidos redaccionales de este número, desde Automática e Instrumentación se solicitó a varios suministradores que presentaran un caso interesante de aplicación de su tecnología, describiendo la aplicación, el problema principal a resolver y la solución propuesta, con las ventajas principales obtenidas. Estos casos, que aparecen en las páginas 46 a 52, incluyen tanto aplicaciones industriales (en sectores como la minería, el automóvil, la industria ferroviaria o la industria química), como no industriales. Xavier Alcober

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¿Cómo hace posible Totally Integrated Automation tener máquinas seguras?

Una única plataforma para todas las tareas de automatización y seguridad que elimina la necesidad de varios controladores y reduce la complejidad de la máquina Ya sea para controladores, E/S remotas, accionamientos o sistemas basados en PC, Siemens Safety Integrated combina estándares y certificados de seguridad para automatización en un único sistema. Ninguna otra familia de componentes de seguridad ofrece más capacidades de integración, coexistiendo de manera transparente con más de 100.000 productos de automatización Siemens compatibles entre sí. A este nivel de apertura, flexibilidad e interoperabilidad, lo llamamos Totally Integrated Automation (TIA). Este se adapta a la perfección a sus necesidades, optimizando la maquinaria y los procesos de planta, lo que permite aumentar la eficiencia y obtener una ventaja competitiva. www.siemens.es

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Nuevo: Los terminales de bus “High-Density” de Beckhoff – los primeros terminales de 16 canales en formato de terminales de serie de 12 mm. �� Doble densidad de componentes de 8 a 16 puntos de conexión �� Reducción del espacio necesario en un 50 % ��Reducción del coste por canal �� Reducción de los costes de montaje y del armario de control �� Cableado por inserción directa mediante montaje sin herramientas ��Gran selección de terminales de bus HD digitales ��Disponible para los sistemas I/O Beckhoff con el tipo de protección IP 20: Terminales de bus de Beckhoff y terminales EtherCAT

Terminales de bus: I/Os para todos los sistemas de bus de campo y Ethernet habituales

Terminales EtherCAT: Ethernet de alta velocidad hasta cada terminal I/O

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El estándar ISA100.11a

Primeros dispositivos en el mercado Las empresas Honeywell y Yokogawa acaban de lanzar al mercado varios dispositivos certiﬁcados de acuerdo con el nuevo estándar que, según responsables de estas empresas, permitirán diseñar redes wireless que proporcionen una cobertura inalámbrica tanto para los instrumentos de campo como para cualquier dispositivo Wi-Fi.

l anuncio formal por parte de ISA100 Wireless Compliance Institute (WCI) de sus servicios de certificación del estándar ISA100.11a ha tenido una muy positiva y rápida respuesta por parte de los principales suministradores de sistemas de automatización, de forma que el WCI acaba de anunciar ya la certificación de una decena de productos según dicho estándar. No es una sorpresa. En las conferencias de usuarios de Yokogawa y de Honeywell, celebradas a mediados de junio en Holanda y Phoenix (EE UU), respectivamente, ya anunciaron una serie de productos inalámbricos totalmente compatibles con el nuevo estándar. Joost van Loon, director del área de automatización industrial de Yokogawa Electric Corporation, afirmó que su compañía había puesto un especial esfuerzo en el desarrollo de dispositivos inalámbricos basados en el citado estándar y que esperaban ponerlos en el mercado en el mes de julio, como así ha sido. Hay que recordar que ya hace dos años, en la conferencia de usuarios celebrada en Barcelona, esta empresa había anunciado su interés por el desarrollo de productos wireless conforme a dicho estándar. Respecto a Honeywell, Norm Gildsdorf, presidente de Honeywell Process Solutions, anunció en la conferencia de Phoenix que sus soluciones OneWireless R200, de las que existen numerosas versiones en el mercado, se presentaría

■ A la izquierda, equipo de integración de comunicaciones wireless (Yokogawa), En el centro, transmisor de presión EJX serie-B (Yokogawa). A la derecha, serie YTA de transmisores de temperatura (Yokogawa).

ahora de acuerdo con el estándar ISA100.11a. Tal como afirmó Gildsdorf, ello implica que en estos momentos pueden diseñarse redes que proporcionan una cobertura inalámbrica tanto para los instrumentos de campo como para la cobertura de dichos instrumentos de campo y dispositivos Wi-Fi. ¿Qué ofrece el estándar ISA100.11a? Cabe señalar que ISA100 es una familia de estándares que ha sido diseñada cuidadosamente por expertos de la industria para satisfacer las crecientes necesidades de los operadores y los usuarios de telefonía móvil en las industrias de

proceso industrial. Dentro de las prestaciones que ofrece dicho estándar, cabe señalar: • La comunicación sin interrupciones en entornos industriales aún en presencia de interferencias. • La interoperabilidad con una amplia gama de protocolos de comunicaciones y dispositivos. • Bajo mantenimiento con vida de la batería al máximo, al no exigir a los dispositivos de campo para encaminar los datos entre uno y otro. • Escalabilidad, el apoyo a un gran número de dispositivos de campo de puerta de enlace por red. • Corto tiempo de respuesta. • Coexistencia con otras redes

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ISA100.11a versus Hart Wireless

egún información aparecida en un artículo de Control Engineering Europa del pasado mes de junio, en la presentación de los productos de Yokogawa ISA100.11a, varios miembros del equipo técnico de la empresa estuvieron disponibles para dar respuestas a diversas preguntas y una de ellas, como no podía ser de otro modo, fue la relativa a este estándar frente al otro ya existente Hart Wireless. La Dra. Penny Chen, vicedirectora comercial de la empresa, fue muy explícita en este sentido. En primer lugar, dijo, ISA100.11a es un estándar impulsado por los usuarios, no por los vendedores. Muchos grandes usuarios ﬁnales –BP, Chevron, ExxonMobil, Procter and Gamble, etc.– son miembros del comité y son quienes han dicho lo que querían de un estándar inalámbrico. Ellos votaron para aprobar la norma. Por lo tanto, los instrumentos ISA100.11a que se están lanzando son una respuesta a lo que nos dijeron que querían tener. En segundo lugar, aﬁrmó que ISA100.11a es una norma completa, se basa en estándares abiertos, no en una tecnología patentada. Por ejemplo, soporta la Internet Engineering Task Force (IETF) IPv6 sobre redes inalámbricas de baja potencia. El dispositivo de direccionamiento IPv6 permite incluir a miles de sen-

inalámbricas del área de trabajo que existen en la industria. La oferta de Yokogawa Dentro de la oferta de instrumentación según el estándar ISA100.11a, Yokogawa incluye transmisores de presión y presión diferencial, así como una pasarela inalámbrica que conecta los dispositivos inalámbricos de campo con un sistema host y proporciona un número de configuraciones de red inalámbrica y funciones de gestión. Los instrumentos están configurados con software FDT/DTM. Por otra parte, esta empresa ha anunciado que está trabajando con otra empresa para desarrollar un adaptador para instrumentos Hart de forma que captara las variables Hart y las transmitiera a la red ISA100.11a. Es interesante señalar que de acuerdo con la norma ISA100.11a, los sensores pueden ser configurados en “malla” o “estrella”. Las redes en estrella son las más rápidas, ya que los sensores se conectan directa-

sores y también será más fácil si las instalaciones desean en el futuro migrar hacia las aplicaciones basadas en Internet. Los usuarios nos han dicho que quieren que ISA100.11a fuera un protocolo de comunicaciones, de la misma forma que TCP/IP es un protocolo de comunicaciones para Internet, afirmó Penny Chen, y añadió: la belleza de un protocolo de comunicaciones reside en que esté disociado del medio físico por debajo de él y de las aplicaciones que funcionan sobre él. Por otra parte, señaló también que ISA100.11a es capaz de soportar Foundation Fieldbus o Profibus PA, mientras que Hart se ejecuta en la capa de aplicación. De hecho, puede soportar un conjunto de instrumentos FF, Hart u otros. Incluso puede soportar diferentes tipos de sensores (Hart, Profibus, etc.) en el mismo clúster. Es decir, que ISA100.11a es lo suficientemente flexible como para manejar diversas situaciones. Finalmente, desde Yokogawa se señaló que la norma abarca el entorno inalámbrico completo, desde el nivel del sensor al nivel de sala de juntas. En el extremo inferior se utiliza el estándar IEEE 802.15.4 de radio para redes inalámbricas. La norma ISA100.11a permite al usuario definir ya sea una red de malla o red en estrella de sus sensores.

mente a la puerta de enlace y no tienen que “saltar” de un nodo a otro. También permiten conservar más la energía de la batería. Las redes en malla, por el contrario, pueden ser más fiables en algunos lugares donde pueden interferir objetos con las señales de algunos sensores, tales como en el caso de objetos móviles que puedan aparecer entre los sensores o entre el sensor y el gateway. Yokogawa informó también que en una próxima ronda de mejoras añadirá una nueva característica, denominada redundancia DuoCast, para proporcionar una arquitectura totalmente redundante en el caso de redes en estrella. Junto con los productos inalámbricos, Yokogawa anunció que iba a ofrecer una gama completa de servicios para el diseño y puesta en marcha de redes inalámbricas en las plantas industriales. Yokogawa dice también que proporcionará un kit de prueba que permitirá a sus clientes experimentar las ventajas de los productos inalámbricos. Otro desarrollo interesante de

Yokogawa es el uso de baterías D para alimentar a los instrumentos ISA100.11a. La compañía ha diseñado una batería para este fin y dice que está dispuesta a compartir el diseño con otros proveedores que estén interesados. La oferta de Honeywell En el caso de la multinacional americana, la instrumentación certificada comprende una serie de transmisores de presión y temperatura así como el transmisor de entradas digitales múltiples STXW500. Por otra parte, según informa la empresa, la nueva versión OneWireless R200 introduce características que permitirán reducir el coste de instalación y mantenimiento de redes inalámbricas de campo hasta en un 50 por ciento, simplificando cómo instalar y ampliar las redes inalámbricas en instalaciones industriales, así como ayudando a maximizar la vida de la batería del transmisor de campo. Muchos industriales de proceso buscan redes inalámbricas más pe-

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■ Transmisores Wireless HPS XYR de Honeywell.

queñas para una instrumentación de campo específica, pero quieren

además la posibilidad de poder expansionar sus redes en el futuro.

Pues bien, según Gilsdorf, la última versión de plantas OneWireless da libertad para diseñar una red que satisfaga las necesidades de cada aplicación, tanto ahora como en el futuro. También disminuye el tiempo de instalación, así como los costes del ciclo de vida de las soluciones inalámbricas. Según informa Honeywell, su nuevo administrador de dispositivos wireless permitirá la creación de mallas de redes que incluyan dispositivos ISA100.11a de otros proveedores. Este administrador de dispositivos, según se afirma desde Honeywell, ofrece a los usuarios una elegante interfaz intuitiva basada en la web que permite a los ingenieros de proceso y de instrumentación con conocimientos básicos de informática configurar sus redes ISA100.11a. Se reduce el tiempo necesario para supervisar y solucionar los problemas de una red de instrumentos inalámbricos. Laura Tremosa

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WirelessHart

Múltiples aplicaciones en plantas de proceso La primera red autoorganizada wireless en una planta industrial se instaló en la reﬁnería de BP en Cherry Point, en 2006, la cual sigue en funcionamiento tras varias ampliaciones. Desde entonces son ya más de 1.400 las plantas que han incorporado este tipo de redes. La ﬂexibilidad, economía de costes y variedad de dispositivos permiten a la tecnología wireless dar soluciones a problemas en muchas plantas de proceso.

día de hoy, son ya muchas y muy variadas las aplicaciones que se han realizado en el mundo de comunicaciones wireless utilizando el estándar WirelessHart. Para quien quiera convencerse de que wireless es una tecnología fiable y con futuro bastan los siguientes datos: • En 1.400 plantas en todo el mundo se utilizan redes IEC 64591 (WirelessHart) en redes pequeñas y grandes aplicaciones en diversidad de sectores industriales. • 175.000.000 es el número de horas de operación de soluciones basadas en IEC 62591 (WirelessHART). • 13 es el número de productos Smart Wireless basados en la IEC 62591. • 11 es el número de proveedores de productos basados en la IEC 62591 e interoperables con la pasarela Smart Wireless de Emerson. Desde el cumplimiento con las regulaciones y seguridad... Una de las firmas pioneras en instalar wireless en España fue una empresa química situada en Tarragona. El caso fue el siguiente: • Se requería la monitorización de nivel de tanques en continuo para cumplir con los requisitos de la Administración. • No existía infraestructura de cableado ni alimentación eléctrica, siendo el área a cubrir muy extensa. • Existían dificultades para obtener autorizaciones y limitaciones de

recursos de ingeniería para instalar nuevas infreestructuras de cableado y alimentación. Pues bien, la opción adoptada fue la instalación de transmisores de presión hidrostática Wireless Rosemount 3051 para monitorizar los niveles en cinco tanques y una pasarela wireless que se instaló en una sala de rack de armarios bunquerizada para su conexión por Modbus al sistema de control. Los resultados obtenidos fueron notables. Se ahorró un 90% en costes de cableado e ingeniería respecto a la solución cableada. Además, la monitorización en continuo incrementó la eficiencia de operación y redujo la necesidad de visitas a planta, lo que disminuyó los riesgos y mejora la seguridad. … hasta el mantenimiento y nuevas plantas En páginas interiores (ver págs. 50 a 51) se expone el caso de Harcros Chemical y se explica cómo se solucionó la supervisión segura de válvulas manuales en lugares de difícil acceso y con emanación de gases tóxicos. La tecnología wireless es espe-

cialmente útil para la optimización del mantenimiento de la planta. Por ejemplo, la central térmica de ciclo combibado de Rowan de Sothern Power, en Carolina del Norte, instaló adaptadores wireless a su instrumentación de campo Hart para obtener la información de diagnósticos y pasarla al sistema de control. Por otra parte, la incorporación de nuevas señales en una planta puede ser un problema si no se dispone de las reservas suficientes de entradas salidas en el sistema de control o de espacio en las bandejas y caminos de cables. Fue el caso de BP, que en su refinería de Gelsenkirchen, Alemania, necesitaba medidas adicionales para optimizar el funcionamiento de sus plantas y obtener una detección temprana de posibles fallos. Su sistema de control no disponía de las reservas suficientes para conectar los 150 dispositivos necesarios e instaló 150 dispositivos wireless con tres pasarelas. Finalmente, es interesante señalar que en el caso de un proceso nuevo se exige hoy en día una arquitectura flexible que se adapte a necesidades no siempre previstas. Chematur Engineering, una ingeniería experta en plantas de etanol, instaló una arquitectura Wireless en una planta piloto para obtener esa flexibilidad que permitía los cambios de modo simple y económico. Manuel Rodríguez Emerson Process Management

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Endress + Hauser

Proceso de lixiviación en grandes superﬁcies Aplicación

Extracción de sólidos y líquidos (lixiviación) de una minería en la que se gestionan muchos campos en grandes superficies geográficas y además cambiantes.

Problema principal a resolver

Los campos, altamente distribuidos, se reubican periódicamente, lo que implica un uso temporal de infraestructuras y tuberías para los productos químicos de lixiviación en los puntos de entrega. Para optimizar el proceso, se requiere monitorizar, en todos los casos, la entrega de producto químico me-

diante instrumentación de caudal y presión.

Solución

El sistema propuesto por Endress +Hauser está compuesto por 44 caudalímetros modelo Promag 53P y transmisores de presión Cerabar, todos ellos con tecnología WirelessHart para monitorizar caudal y presión. Endress+Hauser también fue contratada para el diseño de la red WirelessHart, que debía comunicarse de manera fiable con toda la instrumentación instalada en una extensión de cerca de 750 metros con sectores de lixiviación sobre el terreno.

■ Endress+Hauser WirelessHart Promag 53 P y transmisor Cerabar para monitorizar caudal y presión.

El sistema utiliza dos pasarelas inalámbricas (fieldgates) de Endress+Hauser (SWG70) con WirelessHart que recogen la información de los 44 transmisores a través de los adaptadores SWA70 WirelessHart, también de Endress+Hauser. Las pasarelas transmiten la información vía Ethernet/WiFi y OPC a un sistema de monitorización que, a su vez, comunica con un ControlLogix de Rockwell Automation.

Phoenix Contact

Visualización-control de transporte de piezas Aplicación

cantidad de cables de 60 hilos un centenar de metros, lo que implicaba algunas dificultades técnicas y un elevado coste económico.

En la nave de prensas de Volkswagen Navarra se ha instalado un control de transporte de piezas basado en la tecnología Bluetooth de Phoenix Contact. Este sistema permite informar al trabajador a pie de máquina sobre la posición de las piezas dentro de la prensa.

Solución

Problema principal a resolver

Anteriormente, el flujo de movimiento de las piezas en la línea de prensas GT1 se visualizaba en el pupitre central, situado a unos metros de la prensa. En dicho pupitre se muestra el estado de cada punto de la prensa mediante una luz verde (que indica presencia de pieza), roja (fallo) o sin luz (ausencia de pieza). De esta forma se puede realizar un seguimiento del flujo de las piezas. Para consultar el panel de trans-

porte, el conductor de la instalación, que trabaja a pie de prensa, debía desplazarse hasta el pupitre central cada vez que tenía alguna duda sobre el transporte. Con la idea de evitar esos desplazamientos y disponer de información en la misma prensa, se decidió colocar allí otro control de transporte. Eso significaba trasladar las múltiples señales mediante una manguera con gran

Los responsables de mantenimiento eléctrico del taller de prensas decidieron implementar un sistema basado en Bluetooth, con las premisas de sencillez, rapidez, coexistencia con redes wireless existentes y economía. Se han colocado tres sistemas Wireless MUX IO de Phoenix Contact. Estos sistemas se basan en dos módulos, cada uno con 16 señales digitales de entrada y 16 de salida, así como 2 entradas y 2 salidas analógicas. La comunicación entre ambos módulos es bidireccional y la información presente en un borne de entrada de un módulo se duplica en el borne de salida correspondiente del otro módulo.

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■ Instalación típica: Los transmisores de

presión y caudal alimentados por energía solar conectados a los adaptadores WirelessHart transmiten a cualquiera de las dos ﬁeldgates. Estas pasarelas, a su vez, comunican la vía Ethernet/WiFi y OPC con el sistema de monitorización.

Ventajas y limitaciones principales

Como los campos de lixiviación se trasladan periódicamente de un lugar a otro, una red de comunicación por cable convencional no se podía

No es necesario ningún ajuste ni configuración. Los equipos de Phoenix Contact, utilizando Bluetooth, pueden transmitir la información en menos de 10 milisegundos a una distancia de hasta 200 metros con antenas omnidireccionales. Pese a lo que se suele pensar, la gran cantidad de superficies metálicas de un taller como el de prensas permite que la señal de radio rebote y se puedan evitar obstáculos presentes entre los dos módulos que forma cada multiplexor. Un tema fundamental dentro del consorcio Volkswagen es el de la coexistencia de los sistemas inalámbricos. Es bien sabido que en las comunicaciones inalámbricas basadas en WLAN, a 2,4 GHz, sólo pueden existir de forma simultánea 3 canales que no se interfieran mutuamente. La utilización de uno de estos canales, pensados normalmente para comunicaciones de grandes cantidades de datos, para llevar información de unas pocas decenas de señales discretas, se puede considerar un despilfarro de un bien escaso: el espacio radioeléctrico. Sin embargo, Bluetooth

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■ Esquema de una instalación típica: Cada

ubicación tiene un transmisor de presión y un transmisor de caudal y dos adaptadores WirelessHart. Éstos transmiten vía WirelessHart con la ﬁeldgate que a su vez comunica, a través de WiFi y OPC, con el sistema de monitorización y control.

utilizar por su inviabilidad económica. En cambio, la arquitectura flexible y redundante, gracias a la red en malla, de WirelessHart de Endress+Hauser, facilitaba el tras-

■ Vista frontal general del panel.

lado con el mínimo esfuerzo. Dos ingenieros de Endress+Hauser realizaron el estudio de viabilidad in situ en tan sólo un día. Tras el análisis de los resultados de las pruebas, posteriormente sólo fueron necesarios otros cuatro días para instalar los componentes inalámbricos en la instrumentación, realizar la puesta en marcha del sistema y ofrecer la formación básica a los operarios del sistema. La red inalámbrica de campo ha eliminado todos los costes asociados a las continuas reubicaciones, mejorando la disponibilidad de información fiable de caudal y presión, permitiendo a la mina optimizar las operaciones y lograr un retorno de la inversión (ROI) en menos de dos meses. Para más información: www.es.endress.com

El sistema de comunicación instalado se ha demostrado muy fiable, puesto que en los meses que lleva de funcionamiento no ha registrado ningún fallo. Por ello, en el taller de prensas están pensando colocar otro panel similar en la prensa GT2 y están estudiando otras aplicaciones de la comunicación Bluetooth, por ejemplo en el control de las protecciones de los troqueles.

Consejo al usuario

■ Vista trasera general del panel.

permite la existencia de un gran número de sistemas en paralelo, que además no interfieren con sistemas WLAN instalados en la misma zona. Todo esto pese a que ambos sistemas trabajan en la banda de los 2,4 GHz.

En el diseño de una instalación inalámbrica en la industria es muy importante analizar las necesidades reales. Cada tecnología tiene sus ventajas y su campo de aplicación. Bluetooth es idónea para la transmisión de señales discretas o de datos con un ancho de banda de hasta 1 Mbit/seg en entornos con mucha densidad de tráfico inalámbrico. WLAN está pensada para la transmisión de datos con un gran ancho de banda. Es también determinante la elección de las antenas adecuadas, direccionales u omnidireccionales, la potencia de transmisión, etc. Más información en: www.phoenixcontact.es

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National Instruments

Monitorizar el estado de un monumento histórico Aplicación

La aplicación consiste en monitorizar de forma experimental un monumento histórico para establecer las pautas de conservación y prevenir el deterioro del monumento por la acción ambiental y del hombre. Las dificultades principales del proyecto son la limitación de realizar instalaciones de cables, la ocultación de los sensores para no distorsionar la apariencia del monumento y la atenuación de la señal de comunicaciones por radio debido a los muros y pilares de piedra del monumento.

Problema principal a resolver

■ Ubicación de los gateway y sus antenas.

La Fundación Santa María la Real (Aguilar de Campo) desarrolló el proyecto de restauración de la Iglesia de Santa María de Mave (Mave). Esta iglesia y su monasterio son del periodo románico. Posterior a la remodelación se desarrolló ■ Nodo de medida. un proyecto piloto para la monitorización de los parámetros lución adecuada a la problemática medioambientales de la iglesia y otros parámetros (medición de la de monitorización de edificios histemperatura y la humedad relativa tóricos porque permite ubicar los del aire en 17 puntos dentro de la sistemas de medición de formas nave de la iglesia y en un punto exmuy diversas. Es flexible y permite terior, adquisición de datos de una la conexión de una gran variedad de estación meteorológica compacta sensores. También se ha instalado ubicada en la parte superior de la un medidor de acceso por detector iglesia, medición en un punto de de infrarrojos y un detector de inlas vibraciones de la estructura de cendios, mientras que el encendido y apagado de equipos externos tiela iglesia, etc.). ne que poder realizarse de forma Estas mediciones tienen que ser alremota. macenadas en un ordenador central ubicado dentro de la iglesia y los datos Para realizar el proyecto se ha sedeben ser transmitidos a un sitio releccionado la tecnología de National moto para su visualización y gestión. Instruments Wireless Sensor Network (NI WSN) para la medición La solución de parámetros de temperatura y El proyecto consta de una red de humedad. También para los detecsensores inalámbricos de Natiotores de acceso y de incendios y para nal Instruments WSN y un sistelos actuadores. ma de medición WIFI WLS-9163 Para las mediciones de las vibrapara la medición de un acelerómeciones de la estructura de la iglesia tro triaxial. se ha utilizado un acelerómetro Esta red de sensores es una soTriaxial de tipo DC de la firma PCB

Piezoelectronics conectado a un sistema de medición WIFI WLS-9163. Se han utilizado dos gateway WSN-9791 ubicados en una pequeña habitación anexa a la nave. Los nodos de medición son del tipo WSN-3202. La principal limitación encontrada en la instalación de la red de sensores consiste en que los nodos y los gateways no pueden estar visibles, por lo que normalmente se ubican en los peores lugares para las comunicaciones por radio. Para solucionar esta problemática, al menos en parte, los dos gateway tienen antenas externas de mayor ganancia (9db) y un cable de extensión de 1,5 metros para ubicar las antenas próximas a la puerta de madera en el marco interno. Los nodos WSN-3202 tienen en su totalidad medidores de temperatura y humedad modelo HMP50 de la firma Vaisala que se conectan fácilmente a los mismos y tienen muy bajo consumo. El programa de dichos dispositivos lee la temperatura y la humedad cada 10 segundos y realiza un promedio de 6 lecturas (1 minuto), que es el valor que se transmite a los gateway. Las entradas digitales (canal 0 y canal 1) sólo se envían si se detectan cambios en los mismos y no se espera al periodo de transmisión del minuto. Las salidas digitales se activan por medio del envío de mensajes a través del gateway y se conectan a relés de estado sólido externos al nodo solamente en unos puntos específicos. Los nodos WSN3202 inicialmente se instalaron sin caja protectora. Posteriormente se han instalado en una caja estanca que permite pintarla para que se oculte más fácilmente. Esto permite, además, ponerles otros tipos de antenas externas con mayor ganancia (4db) y un cable de 1,5 metros para poder situar la antena en una mejor ubicación para mejorar los enlaces.

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La estación meteorológica utilizada es la WXT-520 de la firma Vaisala, que se conecta con un cable serie (RS-232, RS-485, RS-422, SDI-12) a un dispositivo WIFI-Serie Digiconnect Wi-SP de la firma DIGI enlazado a un punto de acceso WiFi. En el servidor se emula un puerto serie con el software de DIGI Realport y la aplicación de gestión lee en este puerto serie los datos de la estación. Esta misma estrategia se utiliza para conectar el dispositivo WLS9163 (lectura de 3 canales del acelerómetro). El cliente WiFi del WLS9163 se enlaza al punto de acceso y la aplicación de gestión realiza las lecturas de los canales de entrada analógicos. La aplicación de gestión consiste en un programa multihilos desarrollado en LabVIEW 2009 con varios procesos ejecutándose de forma concurrente. Uno de ellos es la medición de los datos de la red de sensores y la estación meteorológica, otro es la lectura de los canales del acelerómetro, otro es el volcado de datos a la base de datos remota por medio de una conexión a Internet y

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el último es la gestión de la interface gráfica del programa. Los procesos se balancean en las diferentes CPU del servidor modelo HP Proliant ML115 G5 (una CPU Opteron de 4 núcleos). El ejecutable de la aplicación se inicia como servicio de Windows (Windows 2003 Server) por medio de una utilidad Service Keeper y Service Mill. Se observa que la red se mantiene estable a pesar de las condiciones extremas para la transmisión de la información. Todos los nodos reportan una señal de más del 20 % de calidad y se ha observado que hay dos nodos que pierden el enlace de forma intermitente, pero que logran enviar datos con hasta el 8 % de calidad. Esta situación se podría resolver con un nodo haciendo de reenvíos pero en este caso esta solución no es posible porque dichos nodos no pueden alimentarse externamente y agotarían las baterías muy rápido.

Conclusiones

La red de sensores de NI WSN es una solución adecuada a la problemática de monitorización de edificios históricos porque permite

ubicar los sistemas de medición de formas muy diversas. Es flexible y posibilita la conexión de una gran variedad de sensores. El desarrollo de los programas de los nodos en LabVIEW posibilita incorporar funciones complejas a los nodos para asegurar su supervivencia y el gasto mínimo de energía. Por ejemplo, se pueden implementar estrategias de envío de datos solamente cuando hay cambios, de envío de promedios o incluso es posible realizar algunos cálculos. También los mensajes permiten implementar la configuración remota desde los ejecutables. Estos aspectos y las mejoras futuras del sistema WSN por parte de National Instruments convierten a esta tecnología en una opción muy útil para resolver este tipo de problemas. Juan José Cabana González Diseño Implementación y Optimización OPIDIS Marian Chiriac Fundación Santa María La Real Jose M. de Uña García OPIDIS www.ni.com

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Siemens

Manejo y supervisión del nuevo puente levadizo del Puerto de Santander en los futuros trabajos de mantenimiento preventivo y correctivo.

Problema principal a resolver

■ Puente levadizo de Santander.

Aplicación

Era necesario encontrar una comunicación inalámbrica que ofreciera garantías de robustez, seguridad y fiabilidad muy elevadas cuya principal exigencia, tanto para la puesta en marcha como para las futuras tareas de mantenimiento, era el lanzamiento de órdenes manuales e independientes de movimientos de forma que el técnico se pudiera desplazar libremente por cualquier punto de los recintos. La gestión de usuarios y contraseñas era también indispensable para gestionar un acceso controlado a la instalación

El nuevo puente levadizo del Puerto de Santander tiene una longitud de 275 metros y cuenta en su zona central con dos hojas móviles, cada una de 46,5 metros de longitud y 15 metros de sección. Las hojas se apoyan y basculan sobre unos recintos de hormigón de 23 x 13 x 10 metros, construidos en varadero y posteriormente flotados y fijados al suelo marino mediante pilotes de 2 metros de diámetro. En cada recinto se aloja una central hidráulica cuyas dos bombas de 75kW son controladas por arrancadores Sirius de Siemens. Cada central, para elevar y descender su tablero, mueve dos cilindros principales diseñados para desarrollar cada uno una fuerza de 3.676 kN. Igualmente, por cada hoja, dos cilindros delanteros bloquean los tableros entre sí en posición de reposo y paso de tráfico terrestre, y dos cilindros traseros bloquean tanto en reposo como en

su posición de máxima elevación, a 82 grados. El proyecto cuenta con dos sistemas de control totalmente independientes. El sistema primario se basa en una plataforma de automatización Siemens Simatic S7-400, cuyo bastidor principal se encuentra en la torre de control construida para la gestión y vigilancia del tráfico marítimo y terrestre y cuenta con una CPU Simatic S7-414-2DP. Esta CPU actúa como maestro Profibus DP de los dos bastidores de periferia descentralizada de los recintos que soportan las hojas basculantes. El procesador de comunicaciones CP443-1 le proporciona conectividad Ethernet. Por otro lado, el sistema secundario de control se basa en Simatic S7-300 y cuenta con dos CPU S7 315-2 DP, una por recinto. Ambas están interconectadas entre sí mediante tarjetas CP343-1 de Ethernet por medio de un segmento de fibra óptica multiuso revestida de neopreno y tendida sobre el suelo marino. Este segmento de fibra permite la comunicación Profibus DP del sistema primario, la conexión LAN

Emerson Process Management

Supervisar válvulas manuales y evitar emisiones involuntarias Aplicación

Harcros Chemical utiliza monitores de posición wireless fisher 4320 para la supervisión de válvulas manuales, que procesan productos tóxicos y que están ubicadas en lugares de difícil acceso La solución cableada supondría un elevado coste.

Problema

Harcros utiliza válvulas manuales para el muestreo, la dirección, la inyección y los procesos de extracción en su planta de producción química de Kansas. Muchas de

las válvulas están en lugares que ofrecen una gran dificultad y el acceso a las mismas con una solución cableada tiene un elevado coste. El seguimiento del comportamiento de las mismas es, por tanto, un proceso muy difícil que requiere a los operadores viajar a zonas de riesgo, subir escaleras y comprobar visualmente el estado de las válvulas. L a seguridad laboral es una preocupación fundamental de empresa y trabajadores, teniendo en cuenta, además, las sustancias químicas tóxicas utilizadas en el

■ Uno de los Fisher 4320 wireless instalado en la unidad de óxido de etileno.

proceso. La instalación utiliza óxido de propileno y óxido de etileno para sus operaciones de procesamiento, y la exposición a cualquiera de ellos puede irritar los ojos de una persona, la piel o el aparato respiratorio. A ello hay que añadir que posibles fugas con productos químicos tóxi-

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de todo el conjunto, la transmisión de señales de video-vigilancia y es reserva para aplicaciones futuras. Para el correcto funcionamiento de cada central hidráulica, durante cada maniobra, se vigilan presiones, temperaturas y niveles, así como velocidad del viento mediante un anemómetro ultrasónico, el cual es importante para la etapa de bloqueo en la que la presión máxima se regula dinámicamente para facilitar la introducción de los cerrojos. Pensando en la máxima disponibilidad, como alternativa a este sistema de control se ha diseñado una solución basada en comunicación inalámbrica.

Solución

Los objetivos planteados se han conseguido gracias a la infraestructura WLAN generada con los puntos de acceso Scalance W y al sistema desarrollado de operación y supervisión manual sobre el Mobile Panel 277 IWLAN de Siemens. El operario se puede mover por cualquier punto de la instalación, incluso cambiando de punto de acceso gracias a la conectividad WLAN con el PLC y a la alimentación mediante batería. El proyecto de visualización generado mediante el SW WinCC flexible posibilita que se adapte la visualización en pantalla en función de la zona

cos pueden dar lugar a fuertes multas, debido a la legislación vigente en el estado de Kansas. Además, un incidente implica importantes trabajos de limpieza, eliminación de productos tóxicos y re-procesos, lo que puede suponer para la empresa costes de hasta 25.000 dólares. A ello hay que añadir las pérdidas de producto y el tiempo de inactividad de la planta.

Solución

El nuevo dispositivo de Fisher 4320 WirelessHART es una solución fácil de instalar. El instrumento controla el movimiento de la válvula en todo el rango de desplazamiento y proporciona frecuentes actualizaciones de datos sobre su posición. Las señales inalámbricas se entregan

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donde el operador se encuentra trabajando. El uso de PROFIsafe puede permitir igualmente realizar las maniobras sobre el control cumpliendo la máxima categoría de seguridad (SIL 3). Los interfaces de seguridad integrados permiten parar de forma segura la instalación. Si durante una maniobra operada desde el Mobile Panel éste queda fuera de cobertura WLAN por cualquier circunstancia, dicha maniobra se detiene inmediatamente. Los puntos de acceso Scalance W ofrecen fiabilidad, robustez y seguridad tanto para comunicaciones no críticas, como son tareas de diagnóstico, como para datos críticos para el proceso, como las señales de seguridad de Profinet/PROFIsafe.

Conclusiones

La singularidad más destacable del proyecto, por la flexibilidad aportada y grado de personalización, es el uso del Mobile Panel IWLAN 277 junto con la infraestructura inalámbrica generada por los Scalance W de Siemens. El conjunto es una potente herramienta en la fase de ajuste de los sistemas mecánicos e hidráulicos y de programación de equipos y aporta unas características de robustez y resistencia imprescindibles. Además ofrece idénticas posi-

de forma automática, reduciendo el tiempo y riesgo asociados con las inspecciones visuales. Harcros instaló 22 Fisher 4320 Wireless Hart en las válvulas manuales en las áreas donde se procesa óxido de propileno y óxido de etileno. El objetivo no era otro que mejorar el seguimiento de todos los reactores y de todos los puntos críticos del proceso. Además, los monitores 4320Wireless Hart permiten al personal capacitado de Harcros identificar los problemas de las válvulas y evitar fugas de sustancias químicas antes de que puedan resultar graves. Los Fisher 4320 pueden integrarse fácilmente al sistema de automatización DeltaV y a la solución Smart

■ Mobile Panel 277Wlan para la operación y supervisión.

bilidades y facilidades de control y movilidad para el futuro equipo de mantenimiento del sistema. Cabe señalar que Autis Ingenieros apuesta por soluciones Wireless para resolver con éxito aplicaciones especiales de automatización para proyectos singulares que requieren libertad de movimientos en el manejo de grandes estructuras mecánicas e hidráulicas, como era el caso del nuevo puente levadizo del Puerto de Santander. www.siemens.com Nota: El proyecto ha sido el resultado de colaboración de las empresas TRIA Ingeniería y Técnica del Transporte S.A, Autis Ingenieros S.L.U., consultora especialista en automatización e integración de sistemas, y Contaval S.A.

Wireless, incluyendo Rosemount Wireless Gateway y aplicaciones AMS SNAP-ON Wireless.

Conclusiones

Las unidades de prueba de campo 4320 ayudaron a Harcros-KC a evitar incidentes, lo que ha supuesto un ahorro de por lo menos 75.000 dólares en costes de limpieza. La capacidad de seguimiento y control sin cables de las válvulas manuales ha mejorado también la seguridad, ha facilitado y mejorado la exactitud de los informes de auditoría y ha reducido las multas asociadas a las emisiones accidentales. www.emersonprocess.es

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Tempel

Sistema wireless de seguimiento y gestión de trenes Aplicación

La gestión y el control de trenes en redes metropolitanas ha sido siempre una de las cuestiones pendientes, más allá de la señalización y gestión de tráfico. La obtención de parámetros de los trenes desde el exterior de los mismos es complicada y con opciones reducidas. El sistema WiFi en estaciones para conectividad con los trenes aquí presentado busca solucionar este problema mediante la conexión y descarga de datos mientras el tren se encuentra en la estación.

Problema principal a resolver

Los sistemas de comunicación con los trenes que se pueden implementar en este momento no proporcionan la suficiente velocidad de transmisión ni gestionan la cantidad de información que es posible obtener, por tanto, muchos parámetros para el seguimiento y gestión o mantenimiento de los trenes sólo se pueden obtener en las cabeceras de líneas o en cocheras. Igualmente, la mayoría de los sistemas wireless actuales no proporcionan la suficiente rapidez de conexión ni la robustez requeridas para garantizar el tiempo de conexión necesario. Por este motivo, la implementación de redes WiFi en estaciones para conectividad con los trenes no ha sido una solución técnicamente viable. Adicionalmente existe un problema a considera, que es la arquitectura de la estación. Con estaciones subterráneas y también de exteriores, los distintos materiales requieren estudios y análisis para determinar la mejor solución y los puntos necesarios para lograr una correcta

cobertura en todo el andén. Por último, especialmente en los andenes de superficie es posible encontrar múltiples interferencias, debido al creciente número de redes que cada día se instalan, siendo necesario prever esta situación en los estudios previos.

Solución

En el sistema de Metro de Sao Paulo (Brasil), se está implementando un sistema pionero de conectividad WiFi con los trenes para la transmisión de información en las estaciones. Las estaciones están dotadas de conectividad WiFi y los trenes se conectan en la entrada a la estación, permanecen conectados durante la parada y mantienen su comunicación mientras realizan su salida. La clave de este sistema, que permite la conectividad en movimiento, se encuentra en el protocolo de Moxa Turbo Roaming, que permite la conexión y el cambio de punto de acceso en un tiempo inferior a 500 ms, y está previsto que las nuevas versiones alcancen tiempos inferiores a los 50 ms. Otro elemento destacado de la configuración es la posibilidad de trabajar con dos módulos de radio por equipo, dos conexiones WiFi, una en 2,4 Ghz y otra en 5 Ghz, que

garantizan un excelente nivel de inmunidad ante ruidos y robustez en la conexión. La disponibilidad de una gama de productos Moxa para exteriores e interiores, con capacidad PoE, ha sido otro factor determinante para poder generar una infraestructura flexible, que se adapte a distintos entornos que conforman toda la línea de Metro y que trabajen bajo el protocolo ya comentado. Por último, la posibilidad de actualización del firmware continua, la mejora de los protocolos y las opciones de customización del mismo han sido también puntos relevantes en la solución implementada.

Consejos

Este tipo de aplicaciones WiFi en trenes con conexiones temporales son de sencilla implementación, ya que el protocolo es de muy sencillo manejo. En este tipo de aplicaciones sí es importante estudiar la arquitectura de las estaciones y lograr evitar zonas de escasa cobertura, jugando con los canales, frecuencias y distintos tipos de antenas. A lo largo del recorrido es posible encontrar condiciones muy cambiantes que hay que estudiar y analizar a priori para no encontrar problemas durante la implementación del sistema. David Ramos García Director Técnico Latam Tempel S.A. www.tempel.es

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Desarrollada por E-Plus y Wago Kontakttechnik GmbH.

Nueva tecnología de telecontrol Se trata de un proyecto que pretende equipar un número limitado de antenas en torres de comunicación con un sistema de metrología inteligente y hacer que los datos recogidos de consumo de energía (por ejemplo, la función de la frecuencia de uso) estén disponibles vía tecnología de telecontrol a una central de servicio web para su evaluación en tiempo real o diferido. El resultado de los análisis proporcionará información útil sobre qué estaciones de comunicación deberían ser consideradas con más detalle para ser equipadas con tecnologías de ahorro energético en base a su frecuencia de uso.

Consumo optimizado a dinámica de las comude energía en una red nicaciones móviles en el de comunicación móvil mercado alemán está actualEn este momento diferenmente influenciada por dos factores clave. Por un lado, tes proveedores de serviel parque de líneas móviles cios de telefonía junto con activas es superior al númefabricantes de sistemas de ro de habitantes y, por otro, metrología están invirtienel incremento de servicios de do en crear requerimientos comunes para mejorar la comunicación demandados eficiencia energética en el por los usuarios conducen a ■ Router VPN WAGO TO-PASS VPN y telecontrolador. sector de las telecomunicaun crecimiento rápido de la ción de tecnologías innovadoras y ciones. Un proyecto piloto de este energía consumida en este sector. convertir la medición inteligente tipo comenzó a principios de 2009 El Programa de Energía y Clima (Smart Metering) en una realidad. entre el proveedor alemán E-Plus y iniciado por el gobierno alemán en Este concepto aplicado al sector de Wago Kontakttechnik GMBH, multi2008 pretende contrarrestar esta las comunicaciones móviles es visto nacional de origen alemán fundada tendencia a base de requerir un uso también como una oportunidad en 1951. El concepto que explota más eficiente de energía por parte para reducir el gasto de energía y poel proyecto es equipar un número de los consumidores finales. dría plantear nuevas oportunidades limitado de antenas en torres de Para lograr esto, se ha liberado el mercado de metrología de para la telefonía móvil y la tecnolocomunicación con un sistema de electricidad y gas para facilitar la gía asociada para la transmisión de metrología inteligente y hacer que competencia, permitir la promodatos en los años venideros. los datos recogidos de consumo de energía (por ejemplo, la función de la frecuencia de uso) estén disponibles vía tecnología de telecontrol a Beneficios para el usuario una central de servicio web para su evaluación en tiempo real o diferido. • Alta flexibilidad en transmisión al portal web, sin cables, de todos El resultado de los análisis prolos datos de medida tomados en la estación de comunicaciones, gracias porcionará información útil sobre a la combinación del uso de varios componentes Wago-To-Pass y el qué estaciones de comunicación sistema modular Wago I/O 750. deberían ser consideradas con más • Implementación óptima de aplicaciones personalizables para estadetalle para ser equipadas con tecciones de medición gracias a las características intrínsecas de CoDeSys, nologías de ahorro energético en el entorno de programación para el controlador: multi-lenguaje, fácil base a su frecuencia de uso. y libre. Las redes de comunicaciones mó• Alto grado de disponibilidad del sistema y facilidad para el personal viles tienen una estructura similar de servicio que reduce los tiempos consumidos en las verificaciones e a una malla en la cual una estación inspecciones de estaciones remotas mediante el acceso a información base opera dentro del radio de un de los dispositivos a través de GSM. repetidor de comunicaciones (cel• Plataforma web To-Pass Dynamic que, adaptable a medida, proporda). La anchura de estas celdas es ciona seguridad en los datos mediante la asignación de privilegios de normalmente menor de 100 metros acceso. Además, permite procesos eficientes a través de la asignación en áreas urbanas densas y puede automática de las variables y consignas del PLC, así como una operación llegar a muchos kilómetros en regiofiable y segura a través de la generación automática de alarmas. nes apartadas con poca población.

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Módulos Wago utilizados en esta solución • Componentes del sistema Wago I/O 750 para la adquisición de datos de medida y gestión de las señales de estado de las torres de comunicaciones móviles. • Telecontrolador Wago para condicionar y procesar los datos adquiridos para su posterior transmisión inalámbrica. • Router Wago-VPN para envío de datos vía GSM. • Herramientas Wago-CAA (Codesys Automation Alliance) para la programación de circuitos lógicos y el registro de los datos físicos. Esto es fácil de realizar mediante los diferentes lenguajes de programación estandarizados bajo el IEC 61131-3. La función de visualización gráﬁca albergada en la herramienta de programación permite la parametrización interactiva, haciendo la conﬁguración considerablemente menos complicada y accesible con pocos conocimientos de programación previos.

Considerando que en Alemania existen más de 100.000 torres de comunicación (con otras tantas estaciones base) y considerando todos los proveedores de servicio, parece evidente la importancia en la optimización de las mediciones de eficiencia energética. Proyecto de telecontrol para E-Plus Como ya se ha explicado, se ha identificado la medición del consumo horario de energía en torres de comunicación de radio y redes de telecomunicación de manera que en pocos años pueda implantarse un proyecto completo de smart metering. Ha sido en este contexto que el proveedor de comunicaciones E-Plus ha iniciado un proyecto piloto (a principios de 2009), equipando un número limitado de torres de transmisión con estaciones de telecontrol y telemedida Wago To-Pass que han sido adaptadas y se han ido actualizando con el mayor grado de flexibilidad de aplicación disponible, otorgando al proyecto piloto la categoría de proyecto. Las tareas de E-Plus son las siguientes: • Documentar el consumo energético y la correla-

ción entre el consumo energético y volumen de llamadas por torre de comunicación de radio, incluyendo datos ilustrativos como la influencia de la temperatura ambiente o las diferencias entre poblaciones densamente pobladas y áreas rura-

les para optimizar la explotación y mantenimiento. • Transmisión de datos adquiridos localmente vía tecnologías de medida basada en PLC incluidas alarmas por fallo, como un reporte completo del estado del sistema vía GSM/GPRS a un servidor central web con base de datos. • Asegurar la disponibilidad de datos de las diferentes estaciones a través de una única plataforma de datos, independientemente del origen de los datos. • Identificación de picos de carga y optimización del mantenimiento del sistema. • Elaboración de un concepto rápido y de bajo coste, sin interferencias en la operación de las torres de transmisión.

Implementación E-Plus ha elegido la tecnología de telecontrol Wago To-Pass como la base para sus dispositivos. La adaptación necesaria, incluido el desarrollo de la aplicación específica tipo portal web y una base de datos MySQL, ha sido llevada a cabo por el integrador Arkadon (perteneciente al programa Wago Solution Provider, que agrupa a compañías independientes que implementan soluciones específicas de sus áreas de negocio utilizando componentes Wago). Arkadon ha sido responsable ■ Solución Telecontrol para E-Plus: Visión general. de todo el proyecto y el hospedaje de la base de datos. Los componentes del sistema de telecontrol modular Wago To-Passcombinados con módulos del Sistema Wago I/O 750 se han convertido en solución específica y adaptada para el Portal To-Pass-Dynamic y base de datos de Arkadon: las bases del proyecto. Arkadon ha suministrado para cada torre de comunicación una caja ■ Portal To-Pass Dynamic: Vistas locales y mensajes de alarde un metro con todos los ma.

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módulos preinstalados y probados: transductores, controladores y módem/routers VPN. En el segundo paso las cajas han sido provistas con el software específico desarrollado por Arkadon y una tarjeta SIM y un único número de serie aplicado al exterior de la caja. Esta integración de componentes Wago To-Pass ha permitido a Arkadon automatizar el proceso de despliegue y puesta en marcha de la aplicación, facilitando al usuario la posibilidad de activar la pre-configuración de la caja desde cualquier localización remota. Los datos de los medidores son recogidos en el controlador y transmitidos cada 10 minutos al portal web vía GSM donde están disponibles para la evaluación (individualmente para cada estación). Una vez seleccionada la localización se visualizan los valores detallados de corriente, las tensiones de las fases y la potencia activa, evaluada con respecto a determinados puntos de referencia, y retroalimentando con la experiencia obtenida de dicha

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don y Wago no es sólo una plataforma de visualización web, sino que se trata de una solución individual y específica para esta aplicación que incluye diseño corporativo, perfiles de acceso y modificación, asignación automática de variables en el PLC, parámetros configurables individualmente y generación de alarmas vía GSM, fax o e-mail. Además de las pantallas locales, el portal incluye una vista de monitorización dinámica con varios gráficos que se actualizan continuamente y representan de forma ejecutiva el proceso. ■ Medidor que recoge los datos en el controlador.

evaluación. Se consigue así un proceso de toma de decisiones ágil y realista para definir las medidas de optimización de cada estación.

Alfonso Amigo Lozano Ingeniero Técnico de Telecomunicación, Director Técnico Dicomat-Wago

El Portal To-Pass-Dynamic de Arkadon El portal web To-Pass Dynamic desarrollado conjuntamente por Arka-

Álvaro Mallol de la Fuente Ingeniero Superior de Telecomunicación, Director General de Dicomat-Wago

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Soluciones en la industria automovilística

Automatización de un almacén de motores SEAT necesitaba actualizar su almacén de motores para evitar errores de manejo y satisfacer la demanda. Para ello optó por automatizarlo con un sistema con comunicación industrial inalámbrica mediante Proﬁnet y cables R-Coax, lo que ayudó a reducir signiﬁcativamente el tiempo de puesta en marcha.

l fabricante de vehículos SEAT goza de una buena posición en el mercado, lo que conlleva a que apueste fuertemente por la optimización de sus procesos productivos. SEAT en España forma parte del grupo Volkswagen y sus modelos son fabricados en la principal instalación de SEAT en Martorell, a 20 Km. al noroeste de Barcelona. Esta empresa automovilística disfrutó de excelentes ventas incluso en el difícil año 2009, y en el 2010 sus expectativas y ventas siguen siendo prometedoras.

■ El almacén de motores de los vehículos ha sido automatizado recientemente con tecnología Siemens.

■ La utilización de automatización Siemens para el nuevo almacén incrementa la productividad.

Algunos problemas… SEAT obtiene sus motores de las fábricas “Powertrain” de Volkswagen y los almacena en su fábrica hasta el momento en que son ensamblados con la carrocería. El problema radicaba en que el almacén de motores de Martorell no estaba automatizado y esto era una posible causa de retrasos en la entrega de los vehículos, de daños en los motores y de pérdida de elementos y de productividad. Para reducir los errores de manipulación y los tiempos de entrega, esta compañía automovilística necesitaba un sistema moderno que pudiese controlar el transporte y almacenamiento de los motores y la gestión eficiente de los mismos.

Debido a la gran variedad de tipos, pesos, modo de manipulación y control en el transporte de motores esto suponía un gran reto. Una solución en camino… SEAT, usuario frecuente de autómatas programables (PLC) y de tecnología de periferia descentralizada I/O de Siemens, confió en las soluciones de la compañía alemana y en su capacidad técnica para cambiar la situación de su almacén. Para evitar daños en los motores por la mala manipulación, Siemens recomendó usar accionamientos en control por lazo cerrado para asegurar el correcto posicionamiento del sistema, minimizando así los errores,

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57 ■ La arquitectura de automatización Siemens del nuevo almacén logístico de motores.

además de un sistema avanzado de comunicación inalámbrica entre las partes fijas y las partes en movimiento. Siemens también sugirió un control HMI (interfaz hombremaquina) vía paneles gráficos de usuario. Implementación de la solución Siemens propuso una solución completa bajo el concepto TIA (Totally Integrated Automation), tanto de automatismo como de accionamientos. Se implementó una CPU Simatic S7-400 PN/DP con comunicación Profinet para el control de todos los procesos del almacén. El Simatic S7-400 tiene una velocidad de procesamiento y memoria muy rápida y puede, por lo tanto, manejar las herramientas más avanzadas en tiempo real. También permite diagnosticar el sistema vía navegador web, sin necesidad de software de programación, lo cual proporciona flexibilidad y ahorro de cara al mantenimiento. Los accionamientos y estaciones de

periferia distribuida se comunican mediante Profinet. La comunicación inalámbrica (wireless) mediante cables radiantes R-Coax de Siemens permiten una integración fácil entre los sistemas móviles en el almacén. Los accionamientos Sinamics S120 proporcionan las prestaciones de automatización necesarias y se pueden integrar perfectamente en la

■ El armario de control con un panel táctil Simatic para los operarios.

arquitectura, debido a la alta disponibilidad de todos los elementos. Los paneles táctiles Simatic permiten la operación local (manual o automática) del almacén y la fácil recuperación de los datos, utilizando un PC Simatic en el armario de distribución para la operación central. La comunicación Profinet ofrece demostrada capacidad de comunicación TCP/IP y permite un intercambio de datos fácil entre los accionamientos Sinamics y el PLC de control, reduciendo de esta manera los costes de infraestructura. La solución integrada y completa permitió al nuevo sistema ser instalado y activado rápidamente. Ahora SEAT disfruta de un ahorro de costes en la trazabilidad de los motores, menos errores, menos esfuerzo de mantenimiento y un tiempo de reacción y fabricación más rápido. Javier Pizarro Industria del automóvil www.siemens.es

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Mediante resonadores SAW

Medida inalámbrica de temperatura Los resonadores de onda acústica superﬁcial (Surface Acoustic Wave, SAW) se pueden utilizar para construir elementos sensores pasivos (sin baterías ni acopio de energía) utilizados en sistemas inalámbricos para la medida de temperatura. Con el diseño apropiado, el sistema puede trabajar en entornos adversos, requiere un bajo mantenimiento a largo plazo y una menor calibración periódica. Las aplicaciones de este tipo de sistemas se pueden encontrar en entornos eléctricos de alta tensión, equipamiento rotativo o basculante, seguridad alimentaria y en lugares de difícil acceso o aislados.

a monitorización de la temperatura en secciones móviles de máquinas y otros sistemas mecánicos puede presentar dificultades cuando se necesite comunicación remota de los datos en tiempo real. Los métodos tradicionales para medir la temperatura se han basado en la dependencia de la temperatura respecto a la resistencia (termistores o detectores resistivos de temperatura o RTD), diversos tipos de termómetros, la dependencia de la temperatura respecto a la unión de un diodo (silicio) o la emisión de radiación infrarroja (IR) por objetos calientes (termómetros de IR). Para las aplicaciones aquí consideradas, los dispositivos pasivos, como termopares, RTD y termómetros de cuarzo, han necesitado tradicionalmente conexiones por cable, contactos de anillo colector, conexiones rotativas o transmisores alimentados mediante baterías para comunicar la información. De forma parecida, la medida de la temperatura de contactos y conexiones en cajas de distribución eléctrica de alta tensión y líneas de transmisión presenta sus dificultades. Un requisito habitual en estas

estructuras es que no haya cableado metálico ni por fibra óptica desde el contacto o conexión a la estructura o armazón de soporte, lo cual puede provocar una vía peligrosa y potencialmente explosiva a tierra. A veces se emplea termometría infrarroja, pero ésta necesita una línea de visión directa al área de interés, que debería estar despejada para obtener la mejor precisión. IR se emplea generalmente para comprobar puntos de forma periódica y, por tanto, no para una monitorización continua. Los sistemas de medida por infrarrojos utilizados para este tipo de monitorización suelen tener

un coste prohibitivo. Los sistemas de transmisión de la temperatura alimentados por baterías presentan inconvenientes relacionados con su tamaño así como por la incomodidad que representa la necesidad de sustituir la batería. En general, las baterías no resultan adecuadas para trabajar bajo elevadas temperaturas, especialmente por encima de 150 °C. La medida de temperatura basada en SAW consiste en la inducción eléctrica de una onda acústica en un material piezoeléctrico y la posterior conversión de la energía de la onda (influida por la temperatura a

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Descripción del sistema

a solución para medida de temperatura basada en el resonador SAW inalámbrico de SenGenuity (SAW) consiste en un lector (Transceptor de RF) conectado por RF o de forma capacitiva a uno o más elementos sensores SAW, tal como ilustra la figura inferior. El sistema trabaja en el rango de 428 MHz a 439 MHz. Los sensores inalámbricos basados en variaciones de la frecuencia resonante necesitan un lector apropiado. Se emplean habitualmente dos tipos de lectores para sensores resonantes, si bien el más utilizado es el método de dominio de la frecuencia. Este método interroga a una frecuencia específica con un pulso de banda estrecha y luego mide la potencia de la señal de retorno. La interrogación secuencial de una serie

Sistema inalámbrico SAW para medida de la temperatura.

la cual se expone el elemento sensor) en una señal eléctrica para la medida de la temperatura. Una importante ventaja de los dispositivos SAW es su funcionamiento pasivo, por lo que resultan muy adecuados para entornos adversos por interrogación inalámbrica. Los sistemas sensores pasivos, inalámbricos y basados en SAW se han descrito en numerosas publicaciones y actualmente están disponibles algunos sistemas. Algunos de ellos utilizan resonadores SAW y otros se basan en una línea de retardo SAW. Entre las técnicas de interrogación pueden incluirse en ocasiones los métodos de codificación. Posiblemente, las técnicas más sencillas y de menor coste utilizan resonadores no codificados a múltiples frecuencias. Esto limita el número de identificadores únicos disponibles, pero se ha demostrado que es suficiente para ciertas aplicaciones. En todo

de frecuencias y la interpolación adaptada a las magnitudes recibidas permite determinar la frecuencia resonante de pico con una circuitería electrónica relativamente económica que no necesita muestreo en el dominio del tiempo. El inconveniente de esta técnica es la necesidad de ecualizar cuidadosamente las señales recibidas mediante un control automático de nivel (Automatic Level Control, ALC) para evitar la saturación y la incertidumbre relativamente elevada de la frecuencia comparada con la separación de la serie de frecuencias de interrogación. Si bien la relación entre la separación de frecuencias de los pulsos individuales de interrogación es obvia de manera intuitiva, no resulta tan obvio el papel que desempeña la saturación de la señal recibida. Por un lado, es deseable un cierto nivel de saturación para garantizar la mayor señal recibida posible y para maximizar el rango de lectura del lector. Por otro lado, la saturación de la señal recibida genera amplitudes de recepción similares para múltiples frecuencias de interrogación, provocando que la interpolación sea menos fiable. Además, el factor de rechazo de señales espurias se degrada a medida que se satura la señal deseada. Estos efectos se muestran en la figura de la página siguiente. Como alternativa se emplea un método en el dominio del tiempo para determinar la frecuencia resonante.

diseño de un sistema inalámbrico se debe tener en cuenta y solucionar el ruido de RF ambiental. Cada área de aplicación presenta dificultades que exigen el soporte de la ingeniería para el montaje de estructuras y métodos, encapsulado, diseño de la antena, etc., así como las regulaciones vigentes (como FCC, CE o UL) relativas a los requisitos en cuanto a emisiones y seguridad en entornos peligrosos. En los sistemas aquí descritos, las carcasas que envuelven los sensores SAW han de estar bien apantalladas para permitir que frecuencias de resonador que se encuentran fuera de las bandas de frecuencias reguladas. La solución para medida de temperatura basada en el resonador SAW inalámbrico de SenGenuity (SAW) consiste en un lector (Transceptor de RF) conectado por RF o de forma capacitiva a uno o más elementos sensores SAW, tal

como ilustra la figura 1. El sistema trabaja en el rango de 428 MHz a 439 MHz. Monitorización de la temperatura en cajas de distribución eléctrica de baja y media tensión Las medidas térmicas del equipamiento de una subestación eléctrica, como la caja de distribución, pueden proporcionar una valiosa información acerca del estado del equipamiento. La salud térmica del equipamiento de transmisión y distribución eléctrica se ha medido tradicionalmente recurriendo a cámaras termográficas siguiendo programas de verificación según los cuales las imágenes térmicas se adquieren tan sólo unas pocas veces al año. Con la fuerte tendencia hacia una red eléctrica inteligente, una fiabilidad superior del sistema y la necesidad de conocer la situación

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Este método suele aplicar una doble conversión descendente heterodina con flujos de muestras en fase y de cuadratura en banda base. La conversión descendente directa y la conversión heterodina simple son factibles aunque la susceptibilidad a las señales espurias de fuera de banda es peor. Se aplican el análisis mediante la Transformada Discreta de Fourier (Discrete Fourier Transform, DFT) de las muestras en fase y de cuadratura para obtener la densidad espectral de la potencia (power spectral density, PSD) y la interpolación de ajuste de curva de los valores de PSD. Si bien estos pasos añadidos añaden compleji-

El gráfico superior muestra doce transmisiones discretas de RF a frecuencias discretas de interrogación. El gráfico inferior muestra las densidades espectrales de la potencia recibida. Los trazos de color rojo representan señales con una alta saturación. Los trazos de color verde representan señales con ganancia controlada correctamente. La figura indica un rechazo decreciente de la señal espuria en la parte inferior y un error en la interpolación de frecuencia debido a la saturación de la densidad espectral de la potencia de las respuestas.

Forma de amortiguamiento para un resonador con una Q de 10000. Las líneas de color azul indican la señal recibida sin saturación. Los colores rojo, violeta y negro indican una saturación de la amplitud 2x, 5x y 10x, que dan como resultado un incremento aparente de 2,5, 6 y 8,5 en el tiempo de amortiguamiento de la forma de onda digitalizada.

 Continúa en página siguiente.

de una zona más extensa, resulta ventajosa la monitorización de la salud térmica del equipamiento eléctrico de forma continua y en tiempo real. Las cajas de distribución, que sirven como importantes puntos de control dentro de los sistemas de distribución eléctrica, transformadores y otros componentes de transmisión y distribución, son susceptibles a averías si no se monitorizan y controlan con rigurosidad. Las crecientes cargas pueden someter a la caja de de distribución a enormes exigencias. Los incrementos resultantes de las temperaturas de los componentes críticos de la caja de distribución pueden ser la causa de una notable degradación de los contactos metálicos y del aislamiento. Esto incrementa a su vez la probabilidad de cortocircuitos internos o incrementos en la resistencia de contacto, que si no se comprueban

pueden llevar a una avería del sistema e incluso a explosiones en la caja de distribución. Este problema es especialmente notable en países con economías emergentes como India y China, donde la floreciente necesidad de energía eléctrica impone enormes exigencias a una infraestructura eléctrica obsoleta.

Los métodos convencionales para la monitorización de la temperatura en la caja de distribución resultan caros y no son completamente eficaces. Una solución para la medida de la temperatura basada en SAW en una caja de distribución incluye sensores de temperatura SAW montados en

■ Unidad de interrogación (lector) y tres módulos sensores de temperatura SAW típicos.

Los elementos del sensor son resonadores con encapsulado cerámico de 3,8mm x 3,8mm integrados en el encapsulado de la placa de circuito impreso. La antena de bobina mostrada ha sido diseñada para trabajar alrededor de 433 MHz con el diagrama de radiación deseable.

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 Viene de la página anterior

Análisis de la respuesta SAW con una alta Q (TFSS432, línea continua) para un tiempo de conmutación de 1µs entre el pulso de interrogación y recepción y con un tiempo de puerta de recepción de 22 µs. La atenuación para valores de Q con grandes cargas se produce porque la onda no es suﬁcientemente retransmitida por la antena. La atenuación con valores de Q con pequeñas cargas se produce porque el pulso disminuye con demasiada rapidez. También se analizó un resonador con una Q sin carga de aprox. 7500 y ofreció una potencia de recepción 3 dB peor.

dad a la electrónica y recursos de cálculo, superan las limitaciones del método puramente ligado al dominio de la frecuencia. La separación entre las frecuencias de interrogación se ve limitado principalmente por el ancho de banda de la respuesta del resonador del sensor y el ancho de banda de la densidad espectral de potencia del pulso. La saturación del receptor es deseable en las muestras dentro del dominio del tiempo dado que la información sobre la frecuencia no se pierde por la saturación. Los efectos de la saturación para los lectores en el dominio de la frecuencia y en el dominio del tiempo es análoga al mismo efecto en los receptores de radio con modulación de amplitud (AM) frente a la modulación de frecuencia (FM). En el dominio del tiempo, la saturación tiende a provocar que el tiempo de extinción (ring-down) del resonador sea más largo y más uniforme, lo cual da como resultado una mejor precisión aparente, como se puede ver en la figura de la página anterior. El grado de saturación aún debería verse limitado para prevenir el deterioro del factor de rechazo de señal espuria. La Q de un resonador SAW es un parámetro crítico, tanto la Q sin carga como la Q con carga determinadas por la resistencia de radiación y las resistencias de pér-

60 diferentes lugares dentro de la caja de distribución, tal como ilustran las fotografías inferiores de la página anterior, y un lector capaz de interrogar a múltiples sensores de temperatura SAW en una rápida secuencia. La antena del lector se monta dentro de la caja, que ofrece un buen apantallamiento de la frecuencia de radio del pro-

ceso de interrogación por la propia caja, mientras que el interrogador se monta en el exterior de la caja, permitiendo así alimentar toda la electrónica activa sin necesidad de interrumpir el servicio. El lector alimentado in situ envía pulsos cortos de RF al interior de la caja de distribución y, si los pulsos están a la frecuencia del sensor, el

sensor recibe, modifica y devuelve pasivamente los pulsos. Los pulsos de retorno contienen información relativa a la temperatura del sensor. Los datos se pueden transmitir a una oficina central por medio de cable/fibra o se pueden transmitir de forma inalámbrica. Los sistemas de medida también se instalaron en cajas de distribu-

■ Instalación en una caja de distribución de baja tensión. La imagen izquierdamuestra la instalación sobre o cerca de los contactos de

los interruptores, recurriendo a abrazaderas para cable de alta temperatura para asegurar los elementos de sensado de la temperatura. La imagen derecha muestra los módulos del sensor que incorporan pequeñas antenas monopolo, que se montan con adhesivo cerca de conexiones roscadas.

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En estas curvas típicas de envejecimiento de elementos sensores del resonador SAW de 433 MHz para tres temperaturas de trabajo se observa que la estabilidad del envejecimiento de los dispositivos resulta apropiada para una precisión de unos pocos grados.

didas en la antena. La figura e la página anterior ilustra que el resonador, con una Q sin carga cercana a 12.000, requiere una Q con carga de cómo mínimo 6.000 para elevada intensidad de la señal recibida. También se muestra un resonador de baja Q con un diseño similar

y con una Q sin carga de aproximadamente 7.500. Se observa una anchura de pulso disminuida para reducir la potencia recibida en 3 dB. Estos valores de Q se pueden lograr fácilmente con resonadores SAW. Naturalmente, los resonadores SAW utilizados deben estar diseñados para el rango de temperaturas en cuestión, los límites de excursión de la frecuencia respecto a la temperatura que pueden afectar a la sensibilidad y a aspectos regulatorios, la precisión requerida, etc. Cuando el sistema se basa en la frecuencia de un solo resonador para indicar e interrelacionar la temperatura, podría ser necesario calibrar el elemento sensor, dependiendo de la precisión exigida. Además, es bastante aconsejable, especialmente para entornos de alta temperatura, que el proceso de envejecimiento sea débil, que ofrezca, por tanto, precisión a lo largo de prolongados periodos entre calibraciones. La figura adjunta muestra las curvas típicas de envejecimiento de resonadores SAW especialmente procesados, y en ella se puede observar una deriva muy pequeña de la frecuencia con el tiempo. El uso de medidas diferenciales de dos resonadores con diferentes características de frecuencia-temperatura puede reducir aún más los términos de error. 61

■ Caja de distribución de baja tensión

(408V) utilizada para estudiar aspectos relativos a la instalación.

ción de media tensión (10kV). La figura superior derecha muestra el interior de la caja de distribución en una instalación. Para esta instalación se seleccionó una antena de dipolo para la conexión a la unidad lectora. Se monitorizan seis sensores de temperatura SAW, tal como se puede ver en la figura de la página siguiente. Se observa que entre los parámetros monitorizados se encuentran la potencia transmitida y recibida, así como la frecuencia del SAW y la temperatura. En la práctica, las instalaciones suelen contener bancos de cajas de distribución, tal como ilustra a modo de ejemplo la

■ Instalación en una caja de distribución de media tensión (10-15kV).

fotografía de la página siguiente. La ausencia de cableado (para alimentar y leer los sensores) reduce enormemente el potencial de generación de destellos de arco y cortocircuitos. Las medidas de temperatura se obtienen de forma

continua y en tiempo real y se usan para activar alarmas basadas en valores de umbral preestablecidos. Mediante la monitorización de la salud térmica de la caja de distribución, los operarios del sistema pueden obtener señales de aviso

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conectores desmontables, por lo que es necesario que el usuario limpie las sondas dentro de la cavidad del horno. Las partículas de alimentos y de aceite pueden depositarse en el aislamiento del cable, lo que puede afectarle desde un punto de vista estético, cuando no inseguro, tras un uso prolongado. Los fabricantes de hornos comerciales tienen que adaptar colectores y conductos especialmente diseñados en el interior del horno para alojar el cableado que necesitan las sondas con cable para alimentos. Esto se suma al coste y la complejidad de las operaciones de fabricación. La tecnología de medida inalám■ En aplicaciones autónomas, las temperaturas se pueden visualizar tal como demuestra en esta imagen de la pantalla de un PC. En la práctica las instalaciones suelen incorporar brica de temperatura basada en la electrónica del lector en la electrónica de monitorización del sistema en su conjunto. SAW se puede utilizar para realizar una sonda inalámbrica de temperatos junto con sus hornos. Una típica previo sobre eventos adversos que tura para alimentos que solvente las pueden solucionarse antes de que sonda de temperatura para alimendesventajas de las sondas con cable. se produzcan. Se pueden desarrollar tos, mostrada en la figura de la págiUna sonda inalámbrica de temperasoluciones parecidas para disyuntona siguiente, consiste en una RTD tura para alimentos, cuyo esquema res, líneas de transmisión aéreas y colocada cerca de la punta de una básico se muestra en la figura de otro tipo de equipamiento de transaguja metálica hueca (que se inserta la página siguiente, consiste en un misión y distribución eléctrica. en el alimento) y se utiliza un cable sensor de temperatura SAW incoreléctrico para transmitir los datos porado cerca de la punta de la sonda Sonda inalámbrica de temperatura en la electrónica y conectado a la antena integrada para alimentos incorporada en el horno. en el extremo de la sonda en el Los alimentos poco cocinados pueSi bien una sonda con cable para mango expuesto. La alimentación y den albergar patógenos peligrosos alimentos desempeña bien su funla lectura del sensor se llevan a cabo como Clostridium perfringens, Salción, presenta algunas desventajas por electromagnetismo por medio monella y E coli, que pueden prode manera inherente. Muchas veces de una antena de interrogación vocar graves enfermedades. Estos el cable de la sonda con cable para (oportunamente colocada dentro patógenos se pueden eliminar fácilalimentos se rompe si el usuario de la cavidad del horno) conectada mente de los alimentos si se asegura no logra fijarla antes de cerrar la a la electrónica de interrogación incorporada. que sean cocinados a las temperapuerta del horno. La limpieza y el Una sonda inalámbrica de temturas prescritas durante los tiempos mantenimiento de las sondas con peratura para alimentos elimina prescritos. Para el cumplimiento de cable pueden ser complicados. Allos requisitos de seguridad en los gunas sondas no se suministran con la posibilidad de que el cable se alimentos, en ocasiones rompa accidentalmense exige a los usuarios cote. Además, dado que una sonda inalámbrica merciales de hornos que recopilen y conserven los de temperatura para alidatos de temperatura de mentos no está unida al los alimentos para su inshorno, se puede limpiar pección en el futuro por fácilmente, como cualparte de las autoridades quier utensilio de cocina, reguladoras. Como resulincluso en un lavavajillas. tado de ello, los fabricanPor último, una sonda de tes de hornos comerciales temperatura inalámbrica (y algunos fabricantes de para alimentos no necesihornos para el segmento ta colectores y conductos residencial) están sumipara cableado y, por tannistrando un creciente to, reduce enormemente número de sondas de la complejidad y el coste temperatura para alimenrelativos a la fabricación. ■ Pequeño banco de cajas de distribución de media tensión.

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Las sondas inalámbricas de temperatura para alimentos pueden cumplir los estándares de las autoridades que regulan la seguridad de los alimentos, entre ellos la precisión de la medida y la selección de los materiales empleados en la construcción de la sonda.

la medida de temperatura en superficies rotativas. Los sensores inalámbricos pasivos de temperatura basados en SAW se montan sobre la circunferencia de la superficie rotativa y pasan junto a una placa capacitiva fija unida a un lector inalámbrico, como indica el esquema de la figura de la página siguiente. La placa capacitiva, que está acoplada directamente frente al sensor, excita el elemento de sensado que contiene el sensor y transporta la señal de respuesta generada por el sensor a una unidad inalámbrica de lectura, donde se procesa para generar las medidas de temperatura.

■ Típica Sonda de Temperatura con Cable.

Monitorización de temperatura en sistemas rotativos o basculantes Las temperaturas de las superficies rotativas se pueden medir recurriendo a cámaras termográficas o a complejos mecanismos como anillos ■ Representación esquemática de una sonda inalámbrica de temcolectores, que estableperatura para alimentos. cen un enlace entre el sensor (por ejemplo, termopares) colocados sobre la superficie rotativa Referencias y el instrumento de medida. Los anillos colectores pueden albergar múl• L.M. Reindl, A. Pohl, G. Scholl y R. Weigel, SAW-based radio sensor tiples sensores y, por tanto, pueden systems, IEEE Sensors Journal, vol. 1, nº 1, pp. 69-78, June 2001. permitir la identificación de puntos • G. Scholl, C. Korden, E. Riha, C.C.W. Ruppel, U. Wolff, G. Riha, calientes y de otros diferenciales L. Reindl y R. Weigel, SAW-based radio sensor systems for short-range térmicos en la superficie rotativa. applications, IEEE Microwave Magazine, vol. 4, nº 4, pp. 68-76, Dec. No obstante, los anillos colectores, 2003. al tratarse de dispositivos mecánicos con contactos en fricción por rozamiento, presentan a menudo una mala fiabilidad y su instalación o adaptación puede resultar complicada. Las cámaras termográficas pueden aportar una solución más sencilla, no invasiva, pero en ocasiones más cara para la medida de temperatura. No obstante, su capacidad para identificar puntos calientes se ve enormemente limitada por la velocidad de la superficie rotativa. Cuando más rápido gira, menor es el potencial de la cámara para identificar diferenciales térmicos. A menudo hay aceite y grasa en los sistemas mecánicos en movimiento, y se pueden ver arrojados o pulverizados sobre las superficies sometidas a las medidas. La contaminación de las superficies hace que la medida térmica sea difícil, más imprecisa o incluso imposible. Las soluciones basadas en SAW aportan una técnica alternativa a

• F. Seifert y R. Weigel, SAW-based Radio Sensor and Communication Tecniques, 27th European Microwave Conference and Exhibition, vol. 2, nº 8-12. pp. 1323-1346, 1997. • R. Fachberger, G. Bruckner, R. Hauser y L. Reindl, Wireless SAW based high-temperature measurement systems, 2006 International Frequency Control Symposium and Exposition, pp. 358-367, 2006. • C. Hausleitner y R. Steindl, Low cost radio interrogation system for passive SAW sensors and transponders, Proc. 2000 Asia-Paciﬁc Microwave Conf.e, pp. 1589-1592, 2000. • D.R. Gallagher, M.W. Gallagher, N. Saldanha, J.M. Pavlina y D.C. Malocha, Spread spectrum orthogonal frequency coded SAW Tags and sensors using harmonic operation, Microwave Symposium Digest, 2009. • C.S. Hartmann, A global SAW ID tag with large data capacity, Proc. 2002 IEEE Ultrason. Symp., vol. 1, pp. 65-69, 2002. • V. Kalinin, Pulsed interrogation of the SAW torque sensor for electrical power assisted steering, Proc. 2004 IEEE Int. Ultrason., Ferroelectrics and Freq. Control 50th Anniv., pp. 1577-1580, 2004. •V. Kalinin, Inﬂuence of receiver noise properties on resolution of passive wireless resonant SAW sensors, Proc. 2005 IEEE Int. Ultrason. Symp., pp. 1452-1455, 2005.

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mediante la placa capacitiva elimina la necesidad de realizar conexiones complejas a los sensores. También se puede recurrir a un sistema basado en antena, siempre que se disponga del número apropiado de resonadores de frecuencia SAW.

■ Solución Inalámbrica para medir la temperatura en superﬁcies rotativas.

Esta solución para la medida de la temperatura basada en SAW soluciona las desventajas inherentes a las soluciones basadas en anillos colectores, contactos rotativos o imágenes térmicas. Pueden montarse múltiples sensores de temperatu64

ra sobre la superficie rotativa para permitir la identificación precisa de puntos calientes, lo que proporciona una importante ventaja respecto a las cámaras termográficas. El enlace inalámbrico establecido entre los sensores y el lector inalámbrico

Daniel S. Stevens1, Jeffrey C. Andle2, Sabah Sabah1, Shravan J. Jumani2, Bert W.A. Wall3, Marcus Baier4, Thomas Martens3, Richard Gruenwald3 1 Vectron International (Hudson, New Hampshire, EE.UU.) 2 SenGenuity (Hudson, New Hampshire, EE.UU.) 3 Vectron International (Teltow, Alemania) 4 Vectron International (Neckarbischofsheim,

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Baterías tradicionales y avanzadas Las políticas de impulso a los vehículos eléctricos y a las fuentes de energía renovables para la generación eléctrica están propiciando nuevos mercados para las baterías, que al mismo tiempo representan un reto para los fabricantes por los requerimientos que estas nuevas aplicaciones necesitan.

a revolución de las tecnologías de la información y la comunicación han incentivado la digitalización de la sociedad, estimulando la miniaturización de la electrónica de dispositivos portátiles, circunstancia que se ha traslado también a la fuente de energía necesaria para su funcionamiento. Para facilitar la continuidad de uso pudiendo hacer la recarga en cualquier momento, se ha impuesto el uso de baterías que, a su vez, han ido incrementando su autonomía, reduciendo su peso y disminuyendo el tiempo de recarga. El sector de las telecomunicaciones móviles y la informática portátil han provocado un avance significativo en las baterías para aplicaciones portátiles en la última década. Atrás quedan la utilización de pilas para cámaras y reproductores de música, y las baterías de dimensiones y peso considerables, con tiempos de recarga importantes, para ordenadores portátiles y teléfonos móviles. Al mismo tiempo, el proceso de globalización que se ha alcanzado por el desarrollo de la sociedad de la información requiere que las redes de telecomunicaciones y centros de proceso de datos estén disponibles las 24 horas del día todos los días del año, para poder disfrutar de los servicios que a través de ellos se facilitan. Para evitar verse afectados por incidencias que puedan suceder en la red eléctrica, se ha extendido en estas instalaciones el uso de sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), que utilizan baterías como fuente de energía de respaldo. Las centrales de generación eléctrica y las subestaciones disponen también de sistemas de baterías para asegurar

Fuente: RS Amidata.

el funcionamiento de las protecciones e interruptores. Los sistemas de seguridad y las luces de emergencia son otras aplicaciones industriales estacionarias en las que las baterías son primordiales. En el sector transportes, los sistemas de navegación y señalización de aviones, barcos y trenes también utilizan baterías industriales como sistema de apoyo ante posibles emergencias. Los sectores de la manutención industrial y el del automóvil son dos aplicaciones donde el uso de las baterías está arraigado. En el primero, carretillas, plataformas elevadoras y vehículos guiados automáticamente aprovechan las baterías para manipular, transportar y almacenar mercancías. En el segundo se utilizan para el arranque, la iluminación y la ignición, y en los últimos años se le ha añadido una nueva exigencia como medida de ahorro de combustible y reducción de emisiones: el sistema de arranque y parada automático (start-stop). Con este sistema, el

motor se apaga cuando el vehículo se detiene en un semáforo o en un atasco y arranca automáticamente al pisar el embrague o el acelerador (según el modelo). Durante la parada, la batería asume en solitario la alimentación de los sistemas del coche que estén en funcionamiento. De esta manera, se requiere una batería más potente y un sistema de control que gestione de manera óptima la energía disponible. El interés en reducir la dependencia de los combustibles fósiles y las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas está impulsando estrategias para disminuir su consumo, entre las que destaca el desarrollo de tecnologías más limpias en el sector transportes, el mayor consumidor de energía procedente de combustibles fósiles. Por ejemplo, la mayoría de fabricantes de automóviles disponen ya de modelos con el sistema start-stop mencionado anteriormente. Pero lo que provocará una verdadera revolución en el

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Las baterías y los coches eléctricos

Tiempo de carga (100% a 230 V) [h]

Velocidad máxima [km/h]

Salida al mercado

Distancia máxima [km]

Marca

urbanos. Recientes estudios sobre los hábitos de conducción indican que aproximadamente el 80% de los conductores europeos realizan menos de 60 km al día, la mayoría en áreas urbanas. A la carrera por el desarrollo de vehículos eléctricos se han apuntado los grandes fabricantes así como nuevas empresas, dando lugar a la aparición de numerosos modelos de coches híbridos (algunos enchufables a la red) y de eléctricos puros. La tabla adjunta, sin ser exhaustiva, resume las características de los modelos existentes o en desarrollo. Motorización (ME=Motor Eléctrico MC=Motor Combustión)

os primeros automóviles fueron eléctricos y estaban propulsados por baterías de plomo-ácido. Dado su considerable peso y una autonomía bastante limitada, se impusieron los coches con motores de combustión. Sin embargo, los avances en materia de aumento de densidad energética y autonomía de las baterías, junto con el interés en la reducción de gases de efecto invernadero y la seguridad energética, han provocado la aparición de planes estratégicos, como el Movele en España, para la promoción y el desarrollo de vehículos eléctricos, principalmente en entornos

ME de 100 kW

200

135

2009

330

120

2009

160

2010

ME de 30 kW

110

120

2010

Li-Manganeso

ME de 60 kW

200

100

2010

Japón

Li-ión

ME + MC

1,5

100

2010

Opel Ampera

USA

Li-ión

ME +MC

500

160

2011

ZEO

USA

Li-ión

ME de 200 kW

402

209

2012

Modelo

País

Baterías Li-ión ( Zebra opcional) Plomo-ácido / Li-ión

Think

Think City

Noruega

Treﬀpunkt Zukunft

Hotzenblitz

Austria

Chevrolet

Volt

USA

Li-ión

Smart

Smart ed

Alemania

Zebra / Li-ión

Subaru

R1e

Japón

Toyota

Prius

General Motors Dodge

sector de las baterías es el anhelo de electrificar los sistemas motrices de barcos, aviones y automóviles. Las baterías actuales limitarían la consolidación de esta aspiración y se hace necesario encontrar soluciones innovadoras que satisfagan los diferentes requerimientos en cuanto a alta densidad energética, amplio rango de temperatura de trabajo, elevada autonomía, corto tiempo de carga, elevada potencia, vida útil similar a la del vehículo, seguridad de personas y equipos y, por supuesto, bajo coste. Este nuevo y atractivo campo de aplicación requerirá invertir muchos recursos técnicos y económicos por parte de los fabricantes. En este sentido,

ME entre 12 y 16 kW ME de 55 kW + MC

los fabricantes de automóviles han comenzado a establecer alianzas estratégicas con los de baterías para instalarse juntos y avanzar de la mano ante este desafío. Los primeros pasos hacia la sustitución del motor térmico por el motor eléctrico ya se han dado. Desde hace una década circulan coches híbridos con un éxito consolidado. Los siguientes avances serán los coches híbridos enchufables y eléctricos puros, que podrán recargar su batería conectándose a la red, para lo que se necesitará que se habiliten puntos o estaciones de carga. Si esta recarga se quiere realizar de manera rápida, una alternativa a considerar es la de efectuar un cambio de la batería gastada por

otra cargada. En la misma línea de buscar alternativas a los combustibles fósiles e incrementar la seguridad energética se enmarca la apuesta por generar electricidad libre de CO2 utilizando tecnologías que aprovechen los recursos renovables, como son los aerogeneradores y los sistemas fotovoltaicos. Sin embargo, debido a la naturaleza intermitente de este tipo de generación, su integración en el sistema eléctrico puede requerir sistemas de almacenamiento para equilibrar las diferencias entre generación y demanda si los niveles de penetración son importantes. Se abre así también un nuevo espacio para el uso de baterías. No muy a

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Volkswagen

Golf TwinDrive

Alemania

Li-ión

ME + MC

120

Mindset AG

Mindset

Suiza

Li-ión

ME + MC

100

140

Mitsubishi

i-EV

Japón

Li-ión

ME de 47 kW

160

130

Daimler-Benz

A-Class

Alemania

Zebra

ME de 50 kW

200

129

1996

Toyota

RAV4

Japón

Ni-MH

ME de 50 kW

210

126

1997

CityEL

FactFour

Alemania

Plomo-ácido/NiCd/ Li-polímero

ME de 4 kW

2008

Huoyun

HY-B22120

China

Li-ión

ME de 8,5 kW

180

2008

Mes-Dea SA

Panda Elettica

Suiza

Zebra

ME de 30 kW

120

110

2008

Nice Cars

Ze-0

Plomo-ácido / Li-ión

ME de 15 kW

100

2008

Reva

Greeny AC 1

India

Plomo-ácido

ME de 13,1 kW

2008

Smith Electric Vehicles

Ampere

Li-Hierro-Fosfato

ME de 50 kW

160

112

2008

Tesla Motors

Tesla

USA

Li-ión

ME de 185 kW

400

3,5

210

2008

Twike

Lion-Twike

Alemania

Li-ión

ME de 3 kW

200

2,5

2008

Austria

Li-ión

ME de 180 kW

250

170

2008

USA

Li-ión

ME de 18 kW

190

137

2009

Venturi Aptera

Venturi Fetish Aptera Typ-1e

2012 En desarrollo En desarrollo

Duracar

Quicc!

Francia

Li-Fosfato

150

120

2009

Fisker

Karma

USA

Li-ión

ME + MC

150

2009

Lumeneo

Smera

Francia

Li-ión

2 ME de 15 kW

150

130

2009

Phoenix Motorcars

Phoenix SUT

USA

Li-Titanio

ME de 200 kW

160

150

2009

largo plazo, confluirán en un único camino estos dos nuevos estímulos: las baterías de los vehículos eléctricos permitirán corregir las desviaciones, tanto por exceso como por defecto, de la generación renovable respecto a la demanda y se facilitará también una mayor penetración de esta generación. Este escenario requiere también la evolución de las redes eléctricas que permita cumplir esta visión de futuro. Un contrapunto a la participación de las baterías en un desarrollo más sostenible son los metales y productos químicos que las constituyen y que pueden contaminar el medio ambiente. A este respecto cabe mencionar la Directiva 2006/66/CE,

incorporada por España a través del RD 106/2008, que responsabiliza totalmente a los productores de baterías de la gestión ambiental de los residuos de todas las pilas y las baterías portátiles, industriales y de automoción, además de prohibir la comercialización de las que contengan ciertas cantidades de mercurio y cadmio. Baterías tradicionales El mercado de las baterías está dominado por tres tecnologías: las de plomo-ácido, las alcalinas (entre las que destacan las de níquel-cadmio y las de níquel-hidruro metálico) y las de litio-ión. La selección de una u otra tecnología depende de

la aplicación, pues ésta determina las especificaciones de desempeño, vida útil, seguridad y coste. Aunque todas son sensibles a la temperatura (un exceso de ésta acorta su vida y con las bajas temperaturas pierden capacidad), no lo son en la misma medida. Debe tenerse en cuenta que cada tipo de batería ofrece unas características y ventajas sobre las demás, pero ninguna las engloba todas a la vez. Las baterías de plomo-ácido fueron las primeras baterías recargables y continúan dominando el mercado por sus altos niveles de seguridad, fiabilidad y bajo coste para aplicaciones de alta potencia donde el peso no es una limitación, pues su densidad

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energética es baja, alrededor de 40 Wh/kg, y en los que no se produzcan descargas profundas. Por eso, sus nichos de mercado comprenden principalmente aplicaciones estacionarias, como las luces de emergencia y los sistemas de alimentación ininterrumpida, así como el sector industrial de la manutención y el arranque, la iluminación y la ignición en automoción. En función del electrolito, las baterías de plomo-ácido se clasifican en abiertas, Fuente: Saft. cuando éste es líquido, o reguladas por válvula (Valve y en aplicaciones donde el tamaño Regulated Lead Acid, VRLA), donde y el peso son críticos, como en las el electrolito puede estar absorbido en fibra de vidrio (tipo AGM) o inmoaeronaves. Asimismo, son más cavilizado en forma de gel. Las del tipo ras y contienen cadmio, un metal abierto requieren un mantenimiento altamente contaminante y con uso regular del nivel de electrolito y un muy limitado en Europa. espacio especialmente acondicionado Las baterías de níquel-hidruro por si hubiera pérdida de electrolito. metálico (Ni-MH) disponen de maEn cambio, las reguladas por válvuyor densidad energética que las la no precisan de mantenimiento de Ni-Cd, alrededor de 90 Wh/kg, significativo durante su vida útil, aunque su vida útil es tres veces pues no hay que añadir electrolito menor y su índice de autodescarga periódicamente porque se produce es mayor. Además, carecen de efecto la recombinación de gases en su memoria, a diferencia de la de Ni-Cd. interior. El plomo, un metal pesado, Sus aplicaciones son principalmente las hace altamente contaminantes, la telefonía móvil y los ordenadores pero al mismo tiempo son reciclables portátiles. Aunque no contienen en su práctica totalidad. metales contaminantes, tiene que reciclarse. Las baterías de níquel-cadmio (Ni-Cd) surgieron después de las Las baterías de litio-ión (Li-ion) de plomo-ácido y en comparación empezaron a comercializarse en la con las primeras disponen de una década de los noventa y se han consodensidad energética superior, con lidado en el mercado de dispositivos valores alrededor de 60 Wh/kg. Adportátiles por su pequeño tamaño y miten un rango de temperaturas de peso, ya que disponen de la mayor trabajo más amplio, mayor número densidad energética de las baterías de ciclos, del orden de 1.000, y actuales, con valores superiores a mayores corrientes de descarga, los 110 Wh/kg. El número de ciclos proporcionando una mayor vida que marca su vida útil es similar al útil. Al contrario que en las de plode las de Ni-Cd, y en algunos casos, mo, padecen el denominado efecto también las corrientes de descarga. memoria, fenómeno que se produce En contraposición con éstas, la cuando se carga una batería sin que tasa de autodescarga es baja y no se hubiera descargado del todo, que sufren efecto memoria. El mayor provoca una pérdida de la capacidad inconveniente es la necesidad de un de almacenamiento. Tienen una tasa sistema de control para garantizar de autodescarga significativa. Estas la seguridad de su operación sin características se aprovechan para superar los límites de operación de su uso en herramientas eléctricas tensión y corriente, a fin de evitar portátiles, equipos médicos portátiles altas temperaturas que provoquen su

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ruptura, ignición o explosión. Por otro lado, como su descarga es lineal, es más sencillo estimar su autonomía conjuntamente con el sistema de supervisión. La tecnología de Li-ion está en continua mejora, buscando nuevas combinaciones para los elementos del cátodo. A día de hoy, la más común y con mayor densidad energética es la basada en cobalto, que se utiliza en teléfonos móviles, cámaras y ordenadores portátiles. Por otro lado están las de manganeso, que proporcionan corrientes elevadas y carga rápida, aunque con menor densidad energética. Igualmente las hay de fosfato, que ofrecen grandes corrientes y una mayor vida útil. Los dos últimos tipos se aplican normalmente a herramientas eléctricas y a equipos médicos. Baterías avanzadas Los vehículos eléctricos y las energías renovables están actuando como motor de evolución de las baterías actuales y de desarrollo de nuevas, ya que los requisitos que demandan estas nuevas aplicaciones no los satisfacen las baterías existentes actualmente. Las baterías de Li-ión y su continua evolución serán el puente hacia las futuras, a las que se les demandará una alta densidad energética, una operación segura y un bajo coste, además de que los materiales que precisen sean abundantes. En este sentido, las nuevas alternativas que se están desarrollando presentan un gran potencial pero con retos enormes. La combinación metal-aire presenta unas excelentes propiedades de almacenamiento. Se estima una densidad energética superior a 1.000 Wh/kg, prácticamente un orden de magnitud mayor que en las de Liión. Esta característica ya se utiliza comercialmente en pilas, como las de zinc-aire en audífonos. No obstante, la reversibilidad de la reacción que se produce en esta combinación presenta problemas de diseño, por lo

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que de momento las baterías metalaire alcanzan una vida útil bastante inferior a los 100 ciclos. Las baterías de flujo son similares a las pilas de combustibles. En este caso, el electrolito en el que están disueltas una o más sustancias electrolíticas fluye a través de una membrana electroquímica que convierte directamente la energía química en electricidad. Es posible almacenar las sustancias electrolíticas en depósitos externos, por lo que es fácil añadir más si es necesario, aunque este tipo de baterías es reversible. Algunos ejemplos de estas baterías son las de vanadio redox y las de zinc-bromo, que alcanzan valores no muy elevados de densidad energética, del orden de 25 y 40 Wh/kg respectivamente, pero que permiten un muy elevado número de ciclos de trabajo, superiores a 10.000 y 2.000 ciclos respectivamente, y poder disponer de potencias elevadas, incluso superiores a l MW. Las baterías de sales fundidas utilizan sodio para el electrodo negativo, un material de poco peso, no tóxico, abundante y de bajo coste. Sin embargo, el sodio debe encontrarse en estado líquido, por lo que se requieren temperaturas elevadas de operación. La que está más consolidada es la de sodio-cloruro de nitrato (Na-NiCl2), conocida también por batería ZEBRA. Con una densidad energética similar a las de litio-ión, alrededor de 100 Wh/kg, su temperatura de trabajo es elevada, cercana a los 300ºC, por lo que se encuentra encapsulada y dispone de aislamiento al vacío para disminuir las pérdidas. A su favor tiene que está constituida por materiales abundantes, puede trabajar a tensiones elevadas, hasta 600 V, y su vida útil es superior al millar de ciclos. Además, como permite almacenar energía en una cantidad significativa, algunos fabricantes de coches eléctricos la están utilizando ya, aunque la mayoría apuestan inicialmente por las baterías de Li-ión. Sistema de gestión de las baterías La longevidad de las baterías es una consecuencia directa de las condi-

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Suministradores de baterías en España Suministrador

Web

B & Pi Baterías y Pilas Industriales

www.bpi.com.es

EnerSys-Hawker

www.enersys.com

Exide

www.exide.com

Fiamm

www.ﬁamm.com

Hoppecke

www.hoppecke.es

Juan Staib, S.A.

www.juanstaib.com

RC Miicroelectrónica

www.rcmicro.es

RS Amidata

www.rs-components.com

Saft

www.saftbatteries.com

Sunlight-Meibat

www.meibat.com

Yuasa

www.yuasaiberia.com

➽

Una versión íntegra de este artículo, que incluye las características de las baterías presentes en el mercado español, puede consultarse en wwww.automaticaeinstrumentacion.com

ciones de trabajo y de los procesos de carga y descarga a las que se someten, a lo que hay que añadir las del almacenamiento. El almacenamiento es un punto importante a considerar, pues si no se realiza en las circunstancias pertinentes, las baterías se van degradando progresivamente y cuando se ponen en servicio dan lugar a incidentes no esperados. Las reglas para el almacenamiento dependen de la tecnología de baterías. Las de plomo-ácido deben estar a plena carga y requieren una carga de relleno cada medio año. Para el resto de baterías tradicionales, la recomendación es tenerlas en un lugar fresco alrededor del 40% de carga. Los procesos de carga y descarga son complejos y dependen del tipo de baterías seleccionado, de su aplicación y del entorno de trabajo. Además, los sistemas de almacenamiento han crecido en necesidades de potencia y energía a medida que las aplicaciones lo requerían, aumentando aún más la complejidad de estos procesos y haciendo necesario el desarrollo de sistemas de gestión de las baterías (Battery Management Systems, BMS) por temas de seguridad y fiabilidad. La tarea principal de estos sistemas es

asegurar una utilización óptima de la energía disponible en las baterías y prevenir cualquier tipo de daño en las mismas. Por ejemplo, a través de este sistema el usuario de un vehículo eléctrico puede conocer el estado de la batería, la autonomía restante y si existe algún problema en su batería, entre otras cosas. El BMS consta de dos partes típicamente. La primera es el conjunto de circuitos electrónicos instalados en cada una de las celdas o en los módulos que forman el sistema de almacenamiento. Estos circuitos supervisan la tensión, corriente, temperatura y estado de carga, parámetros clave para determinar la salud, seguridad y capacidad de cada elemento monitorizado. La segunda es el dispositivo donde se concentran los datos monitorizados. Este dispositivo es el que utiliza la información de los circuitos para controlar el proceso de carga o descarga e interacciona con el exterior, con el fin de prevenir que la batería, en su conjunto, se encuentra dentro de los límites de operación. Roberto Villafáﬁla, Eduard Valsera, Samuel Galceran CITCEA-UPC

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Classic/Exide EnerSol / Tehnologies/www.exide. EnerSol T com FT / FF

Sí Sí

—

Esperanza de vida (ciclos/años)

Volumen (dm3) —

—

17,363 13-60

—

20%

—

900 / 300 ciclos 500 ciclos — —

Sí

CR CR

LIT-Bot LIT-Manga

No Sí No Sí

3V 3V

0,035-1 — 0,75-3 —

— —

1%/ Año 1%/ Año

— —

NICD

Sí

1.2V 0,050-4 —

—

20%

—

NIMH

Sí

1.2V 0,066-9 —

—

20%

—

power.com SB Plomoácido

Sí

2-6- 50-400 12

—

25-55

—

power.com HC

Plomoácido

Sí

2-12 35-400

—

19-58

Plomoácido

Sí

1-100 —

0,2-37

Plomoácido

Sí

2-4- 1-100 20 6-81224 8-12 2,6-135 20

2,6135

—

1-47

L/M/MFT/XL

Plomoácido

Sí

—

1660,3

—

12 años

Li-botón

Sí

—

2%/Año

—

Li-botón

No Sí

—

1%/Año

—

1000 Ciclos —

Li-SOCl2

No Sí

—

1%/Año

—

Maxell RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es

LIT-Bot

Sí

—

2%/ Año

—

LIT-Bot

No Sí

—

1%/ Año

—

1000 ciclos —

LIT-Tionilo

No Sí

—

1%/ Año

—

Power-Sonic/RC Microelectrónica/ www.rcmicro.es/ RS Amidata/www. rsonline.es

Plomoácido Plomoácido Plomoácido Ni-Cd

Sí

—

5 años

Sí

—

Marathon/Exide Tehnologies/ www.exide.com Maxell/RC Microelectrónica/ www.rcmicro.es/ RS Amidata/www. rsonline.es

RS/RS Amidata/ www.rsonline.es (*)

PG / PGF / PSG PG2V 1xD/2xD/ 3xD/4xD/ 5xD/PP9/996 AA/AAA/C/ CS/SC/D/F/ N/PP3

Ni-MH

1.2V 0,5-9

—

NIMH

Kung Long/Juan Staib/ www.juanstaib.com

Sí

—

Peso (kg)

Autodescarga (% por mes)

No 2-12 53-1282 — V No 6-12 40-284 — V

Intensidad nominal (A)

Rango de tensiones

Rango de capacidades nominales para un tiempo de descarga

FDK RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es Golden RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es Hoppecke/ www.hoppecke.es

Plomoácido Plomoácido

Estanca

Fabricante/ Suministrador Web

Recargable

Modelo

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Tipo de tecnología

Baterías suministrados en España

500 ciclos 500 ciclos

700 ciclos/ 12 años — 500 ciclos/ 10 años 1200/447x25x 101-406x 8 172 x210 133,5x36, 1300/75x63,510 345 x170 x275

—

Sí

2-6- 14-575 12 V 3V 0,0140,065 3V 0,0350,66 3,6V 0,792,75 3V 0,0140,065 3V 0,0350,66 3,6V 0,792,75 6-12 0,8-100 V 12 V 5,4-226

—

0,3427 2 -52

Sí

—

19-212 —

6-12 años 15 años

—

0,060,4

—

Sí

—

1,28,4 V 1,29V

—

Sí

2943494 1,3-4

0,16-13 —

(*) RS Amidata también suministra las marcas: Ansmann, Axesi, Duracell, Energizer, Enix Energy, Panasonic, PSA, Ritar, Sonneschein y Ritar.

INFORME

Septiembre 2010 / n.º 421

Automática e Instrumentación

RS Amdata (cont.)

Saft/Saft Baterías www.Saftbatteries.com RS Amidata www.rsonline.es

CR1620/ CR2016/ CR1220/ CR2430/ CR1616/ CR2032/ CR2025 223A/H/223A/ J/2AA/J/123A/ C Y4-6RS/ Y10-6RS/ Y1,2-12RS/ Y2.3-12RS/ Y3.2-12RS/ Y7-12RS/ Y12-12RS/ Y17-12RS/ Y24-12RS/ Y38-12RS/ Y65-12RS VRE

Li-botón / No — Alcalina-botón / Óxido de platabotón / Li

Esperanza de vida (ciclos/años)

Volumen (dm3)

Peso (kg)

Autodescarga (% por mes)

Rango de capacidades nominales para un tiempo de descarga

Intensidad nominal (A)

Rango de tensiones nominales (V)

Estanca

Fabricante/ Suministrador Web

Recargable

Modelo

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Tipo de tecnología

Baterías suministrados en España

—

1 -16,5

—

0,040,3

—

Li-SOCl2

No —

3,66

Plomoácido

Sí

—

6-12 1,2-200 — V

—

Jan-60

Ni-Cd

Sí

1,2

0,15-8

0,15 -8

0,0070,22

VNT/ VT

Ni-Cd

Sí

1,2

0,7-7,7

0,77,7

,0260,196

Ni-Mh

Sí

1,2

0,68-16 16

VHT

Ni-Mh

Sí

1,2

PV Module

Ni-Mh

Sí

,013— 0,215 0,024- — 0,215 2,1-8,4 —

Li-ion

Sí

1236 3,6

0,11511 10-20 2,6-7

0,6816 0,11511 10 -20 2,6-7

Li-SOCl2

No Sí

3,6

1,2-18

LSH

Li-SOCl2

No Sí

3,6

1,2-15

Li-MnO2

No Sí

3,2

0,5-33

Li-SO2

No Sí

0,45-34 10

SBLE/ SBM/ Ni-Cd SBH UP1M/ UP1L Ni-Cd

Sí

No 1,2

Sí

No 1,2

7,51660 8-1700

SUN+

Ni-Cd

Sí

No 1,2

45-1110 5

SCL/ SCM SPH

Ni-Cd Ni-Cd

Sí Sí

No 1,2 No 1,2

10-70 11-320

5 5

TLX INTENSIUM

Ni-Cd Li-ion

Sí Sí

80-180 10-45

8 8

NHE/ NHP

Ni-MH

Sí

No 1,2 Sí 24/ 48 Sí 1,212

34-500

—

4 años en carga permanente 4 años en carga permanente a 40ºC 1000 ciclos 2500 ciclos 2500 ciclos 700 ciclos 15-20 años 15-20 años 15-20 años 15-20 años 20 años

4,4-72

—

20 años

9,6-46

—

2-14 2,264 8-18 1-4,5

2 2

0,9-3,7 — 1-16,5 —

20 años/ 8000 ciclos 20 años 20 años

10 10

6,6-30 4,5-24

— —

20 años 20 años

3,450

9-18,6

—

15 años

10 10 10

0,0680,146 0,00890,09 0,0240,1 0,0080,355 0,0080,300 1,8-72

0,035- 0,08 0,25 0,40,08 1,8 0,3-5 0,08 0,253 1,5332 0,8170 4,5111

0,08

—

— — — — —

INFORME

Automática e Instrumentación

Septiembre 2010 / n.º 421

Sanyo RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es Sonnenschein/Exide Tehnologies/ www.exide.com

Ni-Cd

Sí

No 1,2

70-520

MSX SRM KR

Ni-Cd Ni-Cd NICD

Sí Sí Sí

No 1,2 70-260 No 1,2 25-440 Sí 1.2V 0,5-10

NIMH

Sí

A600

Plomo-ácido OPzV Plomoácido Plomoácido Plomoácido

Sí

High-Tech

5 5 —

4,475 14 -104 14-52 10-88 —

1.2V 1-2,7

—

Sí

2 2 20%

6,446,4 1379,4 13-37 7-58 —

—

20%

—

19-238 —

15 años

Sí

4-6 V 6-12 60-330 V 6-12 24-195 V

—

8-43

—

12 años

—

2962,5 25- 35

1200 ciclos 10 años

Plomoácido

Sí

612V

47-100

—

612V

115-235 20

—

Sí

612V

44-100

—

Sí

612V

32-100

—

Sí

3,7

0,17-5

—

LP/2S/3S

Li-polímero Sí

Sí

—

Ni-Cd

Sí

3,7- 0,2-6 — 7,411,1 1,2 0,12-4,5 —

0,0090,14 0,0060,34

207x175 x175-306 x173x222 345x175 x235-518 x279x240 175x175 x190306x 173x222 178x135 x225-306 x173x222 —

Professional Power

Plomoácido

Sí

Intensivo

Plomoácido

Sí

Technica

Plomoácido

LC/LI

Li-ion

—

Ni-MH

Sí

1,2

0,22-13 —

—

NIMH

Sí

1,2V 0,15-0,6 —

—

VHT

Sí

1,2V 0,1-0,6

—

LIP

NIMH-alta temperatura LI-ION

Sí

3.7V 1,1A

LIC

LI-ION

Sí

Easypack

LI-POL

Sí

LIT Boto

No Sí

CR ER LR

LIT-Manga LIT-Tionilo Alcalina

No Sí No Sí No SI

A700

Ultralife/B&PI/ www.bpi.com.es

Varta RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es

P/S/XP

2243286 21-280

Esperanza de vida (ciclos/años)

MRX

Volumen (dm3)

Peso (kg)

22-375

Autodescarga (% por mes)

No 1,2

Intensidad nominal (A)

Sí

Solar Block Sprinter/Exide Tehnologies/ www.exide.com Tudor/Exide Tehnologies/ www.exide.com

Rango de tensiones nominales (V)

Estanca

Ni-Cd

Modelo SRX

Fabricante/ Suministrador Web Saft (cont.)

Rango de capacidades nominales para un tiempo de descarga

Recargable

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Tipo de tecnología

Baterías suministrados en España

—

20 años

—

20 años

— — —

20 años 20 años 500 ciclos 500 ciclos

—

— —

—

<10%

0,0230,225 0,0450,23 —

—

<10%

—

1000 ciclos 1000 ciclos

—

2,50%

—

3.7V 2,2-12

—

2,50%

—

3.7V 0,6-2,6

—

2,50%

—

1%/año

—

1000 ciclos 1000 ciclos 1000 ciclos —

— — —

1%/año 1%/ Año 1%/ Año

— — —

0,0350,65 3V 0,95-2 3,6V 2,5-19 1,5V 1,2.16,5

INFORME

Septiembre 2010 / n.º 421

Automática e Instrumentación

Yuasa RC Microelectrónica www.rcmicro.es RS Amidata www.rsonline.es

Sí Sí

VRLA

Sí

NPC

VRLA

Sí

TEV

VRLA

Sí

Esperanza de vida (ciclos/años)

VRLA VRLA

Volumen (dm3)

NPL SWL

6-12 0,8-65 V 12V 24-100 12V 5-100

Peso (kg)

Sí

Autodescarga (% por mes)

Sí

Rango de capacidades nominales para un tiempo de descarga

Intensidad nominal (A)

VRLA

Fabricante/ Suministrador Web

Rango de tensiones nominales (V)

Estanca

Modelo

Recargable

En esta relación sólo aparecen aquellas empresas conocidas por esta redacción que han respondido a nuestra demanda de información.

Tipo de tecnología

Baterías suministrados en España

—

3-5 años

20 20

— —

3% 3%

— —

—

Sí

2-4- 100-480 10 6V 12V 24-65 —

5-8 años 8-10 años 10 años

—

Sí

12V

—

18-100

—

500 ciclos 500 ciclos

Soluciones en Automatización /// Soluciones en Automatización /// Soluciones en

¡Tenemos la Solución! Aumentar Productividad y Bajar Costes

Una Empresa Todas las Soluciones Mitsubishi Electric es líder global en Factory Automation. Tenemos millones de sistemas instalados en todo el mundo ayudando a incrementar la Productividad bajando los Costes. Desarrollamos nuestras tecnologías y fabricamos nuestros productos asegurando ﬁabilidad y continuidad.

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SIMULACIÓN  Septiembre 2010 / n.º 421

Soluciones Automática e Instrumentación

Generación de código en laboratorio AR4Matlab/Simulink es una herramienta para la generación automática de código que permite generar código base desde los diagramas de Simulink. El uso de esta herramienta puede mostrarse usando el modelo del Instituto de Control y Tecnología de Automatización de la Universidad Técnica de Graz.

l citado instituto posee un sistema térmico controlado denominado Thermobox). Una capa de aislamiento térmico encaja en un espacio rectangular interior. Los laterales del Thermobox están compuestos por radiadores, que están unidos al interior mediante aluminio y elementos Peltier, cuyo rango de alimentación se encuentra entre -10V y 10V; las corrientes negativas/positivas son las causantes del calentamiento o enfriamiento del interior del dispositivo. Los bloques de aluminio son acoplados térmicamente en el interior a través de una tira de aluminio y aire. (Ver figura en página siguiente). Las tensiones eléctricas en los elementos Peltier, U1 y U2, representan los valores de entrada del

sistema controlado. La temperatura del ambiente, que también se mide, se interpreta como una perturbación variable y las temperaturas registradas en el interior representan posibles valores de salida. Proceso típico de diseño de control Debe existir un modelo matemático preciso y que describa adecuadamente el comportamiento dinámico del sistema controlado. Por ejemplo, el modelo del sistema se puede determinar mediante el uso de las leyes físicas o métodos de identificación. Generalmente, estos sistemas están representados por ecuaciones diferenciales que se pueden insertar en el diagrama de Simulink sin problemas. Esto forma la base para la simulación

numérica del comportamiento de un sistema controlado cuando se usa cualquier tipo de estrategia de control. El paso de la simulación al control del sistema real requiere la aplicación de las normas de control del lazo cerrado. La implementación manual, que implica un alto riesgo de error y falta de flexibilidad (por ejemplo, cuando se cambia la estrategia de control), requiere una inversión considerable durante el proceso de diseño. La verificación de la normas de control puede realizarse en experimentos Hardware-in-the-loop, siendo posible repetir el proceso de diseño completo en el caso de que sea necesario. En primer lugar se establece el modelo matemático del sistema de control. Las ecuaciones diferenciales lineales de primer orden describen con precisión el comportamiento de las temperaturas. El modelo matemático obtenido se implementa en Matlab / Simulink y la identificación de los parámetros del modelo puede obtenerse utilizando el “Toolbox” de Matlab. Autotuning del controlador PI e implementación en Matlab/Simulink Se utiliza un controlador PI, que se configura con la ayuda de un proceso de autotuning. La temperatura T1 es utilizada como la variable controlada y la tensión eléctrica U1 como la variable manipulada. La determinación de la variable controlada se lleva a cabo en tres fases. La primera fase trae la temperatura T1cerca del punto de funcionamiento deseado utilizando un controlador P. En la fase 2 se lleva a cabo un elemento de dos posiciones con histéresis (ver figura en página siguiente). Este tipo de control hace que la temperatura T1 oscile alrededor del punto de operación seleccionado. Los parámetros del controlador PI, que se activa en la fase 3, pueden determinarse a partir

Soluciones

 SIMULACIÓN

Automática e Instrumentación

Septiembre 2010 / n.º 421

■ Vista esquemática del Thermobox.

■ Puntos de medida.

■ Validación de ensayos.

■ Autotuning.

de la duración y amplitud de la oscilación. Debido a las diferentes fases del procedimiento de autotuning, la implementación en Matlab/Simulink se tiene que realizar con un diagrama de estados. En la figura adjunta se muestra el diagrama de conexión para la simulación de todo el sistema. El modelo matemático identificado del Thermobox es continuo en el tiempo, mientras que el controlador diseñado en lazo cerrado es discreto en el tiempo, ya que está calculado sobre un control en lazo abierto. Ambos sistemas están conectados a través del escáner y el bloque hold element. Detrás del bloque llamado

■ Diagrama de conexión.

■ Elemento de dos posiciones con histéresis.

state flow se encuentra la implementación de las tres fases del autotuning. La salida state del bloque state flow determina la variable manipulada del Thermobox. En las fases 1 y 2 del autotuning la variable manipulada U1 es calculada utilizando el diagrama de estados. En la tercera fase, se calcula el valor del bloque PI_controller. La curva de la temperatura T1, la curva variable r de referencia y la curva de la variable manipulada U1 se muestran el la figura adjunta, para un funcionamiento en 0,5ºC. Las tres fases del autotuning son etiquetadas P1, P2 y P3. Des-

SIMULACIÓN  Septiembre 2010 / n.º 421

Soluciones Automática e Instrumentación

➜

■ Comparación entre los resultados obtenidos en Simulink y en el test de Hardware in Loop.

pués de 200 segundos, el proceso de autotuning se reinicia, pudiéndose llamar mediante la entrada start del bloque state flow. La variable manipulada U1 se muestra como la curva superior de la citada figura.

■ Diagrama de conexión modiﬁcado.

Sistema de control B&R Ahora ya sólo falta trasladar el control de lazo cerrado desarrollado al autómata de B&R. Este sistema de control es el responsable del registro de los valores medidos y del cálculo y la salida de las variables manipuladas. Además, fue diseñado un sistema de visualización del control que puede observarse a través de un ■ Resultado del sistema real. cliente VNC. El control en lazo cerrado debe importarse en el sistema de sistema real, es útil utilizar el sistema control, para lo que son necesarias de control del sistema de simulación. unas pocas modificaciones en el AR4Matlab/Simulink también pueesquema de conexión. Las variables de convertir el modelo del sistema del proceso son especificadas en actual en código fuente. El control Automation Studio mediante la incalcula las variables manipuladas y serción de bloques In y Out de B&R. los valores de salida del modelo cada Si se aplican las adiciones de B&R ciclo de scan. Los datos obtenidos al diagrama, puede ser ejecutada la pueden ser guardados por Matlab. generación de código (la conexión En la figura superior izquierda se para la generación de código se muestran los resultados obtenidos muestra en la figura superior). en Simulink (PC) y en el test de Antes de realizar una prueba en el Hardware-in-the-loop.

El funcionamiento en el sistema real El bloque Thermobox debe ser reemplazado por entradas y salidas en la conexión del diagrama con el fin de utilizar los conceptos del lazo de control sobre el sistema. Una vez creado el código fuente, el control del lazo cerrado puede ser trasferido al hardware. El resultado del sistema real se muestra en la figura adjunta. El uso de AR4Matlab/ Simulink permite una perfecta integración del hardware de B&R en Matlab/ Simulink. Esto equivale a un aumento significativo de la eficiencia cuando se prueba el control de lazo cerrado en la practica, señala el profesor Martin Horn del Instituto de Control y Tecnología de Automatización de la Universidad Técnica de Graz, con el que B&R coopera desde marzo de 2007.

Dipl.-Ing. Markus Reichhartinger, Dr. Martin Horn Instituto de Control y Tecnología de Automatización de la Universidad Técnica de Graz

Aplicaciones

 ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Automática e Instrumentación

Septiembre 2010 / n.º 421

Suministro de equipos y asesoramiento técnico por parte de Omron

Fabricación automatizada y segura de paneles solares En sus líneas de fabricación, la ﬁrma Heliene ha resuelto acertadamente los problemas que presenta una línea de automatización de un producto tan sensible como son las células fotovoltaicas. hay que añadirle su alto precio. Las líneas de fabricación desarrolladas por Heliene ofrecen una manipulación calibrada, gran precisión en la aplicación del flujo soldador y un control exhaustivo de todos los tiempos y procesos de soldadura, laminado y prensado. Recientemente, Heliene ha implementado una línea de fabricación para su compañía canadiense Heliene Canadá, donde se han instalado equipos de Omron. 74

a empresa Heliene, ubicaProceso de fabricación: da en Badalona (España), robótica y automatización está dedicada a la fabricaEn el puesto de soldadura, un robot ción de módulos fotovoltaicos de manipulador coloca las células sobre alta potencia y con prestaciones de un hilo de cobre y va formando 2 gama media-alta, siendo sus clientes ristras de 1 x 10 obleas; con 6 ristras empresas instaladoras de energía se obtiene un panel completo. En fotovoltaica. Desarrolla sus propias este puesto se produce la aplicación líneas de fabricación con un alto de flux soldador sobre la célula, la grado de automatización y robotización donde la seguridad se convierte en un requisito indispensable. Hay que tener en cuenta que Heliene utiliza un material de extrema delicadeza. Se trata de células fotovoltaicas con un grosor inferior a 200 micras y una estructura monocristalina o multicristalina de silicio de grado electrónico, sometidas a manipulaciones mecánicas y térmicas severas. A ■ Soldadura de celdas. todos estos factores

colocación del hilo para conexionado y la soldadura. Las ristras se posicionan con otro robot manipulador sobre una base de vidrio con EVA (polímero) para su encapsulación, y a partir de ahí se inicia la fase de soldadura manual de las células formando el panel solar. Una vez interconexionadas todas las células en serie se coloca otra capa de EVA y finalmente una de Tedlar. Tras la inspección visual que asegura la correcta posición y soldadura de las células, los paneles entran en la laminadora, donde se produce el prensado y un proceso de vacío a temperaturas de 150ºC, quedando el panel completamente sellado sin burbujas de aire en el interior de su estructura. Un robot manipulador realiza la descarga automática de los paneles. Después de un proceso de enfriamiento en un túnel de atemperado, el rebanado del Tedlar sobrante, la conexión de la caja de conexiones y el montaje de perfiles de aluminio anonizado en una prensa se realiza de forma manual. Una vez acabados, los paneles se someten a una simulación solar para comprobar su calidad y potencia. Etiquetados los módulos con los parámetros resultantes, un cuarto robot manipulador inicia el proceso de paletizado y envasado, siendo

ENERGÍA FOTOVOLTAICA  Septiembre 2010 / n.º 421

ésta la fase final. Un proceso de fabricación tan robotizado, donde llegan a intervenir hasta cuatro robots manipuladores (soldadora, manipulación de ristras, laminadora y paletizadora) requiere de un avanzado y preciso sistema de seguridad a lo largo de toda la línea. El sistema de seguridad, desarrollado por Omron, está basado en un controlador programable de seguridad NE1A con ■ Servomotores y terminal NS. módulos de expansión seguridad está centralizada en un distribuidos por toda la línea en autómata programable CJ2. bus DeviceNet. Este controlador Para la gestión precisa de movigestiona los pulsadores de parada mientos en cintas transportadoras, de emergencia en todos y cada uno de los puestos, los finales de carrera posicionados y control de ejes, así para las puertas de seguridad de las como de movimientos para el desboáreas donde operan robots y actuabinado de hilo de cobre, intervienen en este proceso los servomotores de dores mecánicos, y las barreras de seguridad F3S-TGR-CL con entrada la Serie G y los últimos variadores muting utilizadas en la descarga de MX2 y JX bajo la supervisión y la gespalets. La gestión del sistema de tión del autómata programable CJ2.

Aplicaciones Automática e Instrumentación

Para el posicionado de las células se han utilizado sensores inductivos E2A, y en la activación de los actuadores (contactores, electroválvulas, etc.) intervienen relés G2R. Todos ellos también de Omron. Por otro lado, para el control de temperaturas tanto en la soldadora como en la laminadora se ha utilizado el autómata programable CJ2 con tarjeta para el control de temperatura TC002. Finalmente, cabe indicar que a lo largo de toda la línea y a pie de máquina, el operario puede acceder a la información y a todos los parámetros de control mediante los terminales programables NS10 de Omron. www.heliosenergy.es www.omron.es

Ferias

 AUTOMATICA

Automática e Instrumentación

Septiembre 2010 / n.º 421

Celebrada en Munich, el pasado mes de junio

La Automatica de Munich sigue siendo una gran feria El Salón Internacional de la Automatización y la Mecatrónica, Automatica, que tuvo lugar del 8 al 11 de junio de 2010 en las instalaciones de la Feria de Munich, alcanzó el éxito de sus últimas ediciones (celebradas en 2006 y 2008). Es evidente que en tiempos de crisis es necesario conocer la oferta existente en tecnologías de automatización, que ayudan a optimizar los procesos. Este certamen, que exhibe la mayor oferta mundial de sistemas de robótica, presenta también soluciones integrales para cualquier reto en la fabricación.

a edición de Automatica 2010 ha recibido la visita de más de 30.000 profesionales de 113 países distintos. El 32 % de los visitantes procedía del extranjero, lo que implica un incremento sustancial con respecto a las cifras del 2008. Además, se detectaba en el recinto ferial un estado de ánimo optimista. No olvidemos que estábamos en Alemania, país que poco a poco va saliendo de la crisis y en el que ya se están dando claros síntomas de recuperación, como es el caso de la celebración de esta feria que, a pesar de contar con unos 100 expositores menos, ha sido capaz de ocupar una mayor superficie expositiva (44.000 m2) que la ocupada en 2008 y ha conseguido que acudieran a Munich a visitarla el mismo número de personas (o tal vez, un poco más). El principal foco de la Automatica lo constituyen las técnicas de montaje y manipulación, la robótica, el procesamiento industrial de imágenes y las tecnologías correspondientes. Todos los fabricantes líderes de robots industriales, como ABB Automation, Fanuc Robotics, KUKA Roboter, Motoman y Reis Robotics, entre otros muchos, dispusieron de extensos stands en los que mostrar una gran cantidad de aplicaciones resueltas con sus robots. Puede afirmarse que los profesionales de estas firmas de

robótica entienden que para ellos la Automatica se ha convertido en un salón líder. Uno de los aspectos que lo organizadores destacan con más ahínco es la incorporación, en la edición de este año, de la compañía Sick Vertriebs-GmbH. Alto grado de satisfacción de los visitantes y de los expositores Cabe destacar el alto grado de satisfacción tanto de los visitantes de Automatica 2010 como de los propios expositores. En una encuesta realizada por el instituto independiente

de investigación TNS Infratest, 88 de cada 100 visitantes aseguraron que la Automatica es una feria líder y 92 de cada 100 dieron elevadas calificaciones al total de la oferta expuesta. Por lo que se refiere a los expositores, el 94% de los expositores destacaron la excelente calidad de este evento ferial. Tal como indican los organizadores de este salón, la oferta que se expone está claramente definida gracias a la estrecha colaboración con la industria de la robótica y la automatización, lo que constituye un punto a favor muy importante.

AUTOMATICA  Septiembre 2010 / n.º 421

Ferias

Automática e Instrumentación

Españoles en Automatica

ólo fueron dos las empresas españolas con stand en esta edición de la Automatica de Munich, lo que no deja de sorprender, pues este evento ferial puede constituir un importante trampolín para darse a conocer en Europa e iniciar operaciones de exportación que pueden traducirse en la salvación de muchas de las empresas españolas que no encuentran sus clientes en el mercado español, más parado que otros a nivel industrial. Una de ellas fue PAL Robotics, firma con sede en Girona (Cataluña) que ha desarrollado algunos de los robots humanoides más avanzados del mercado. Ésta era la primera vez que participaba en una feria claramente comercial. Según el responsable comercial de la empresa, Jan Jonckheere, con la presencia en esta feria lo que pretendían era verificar el interés del público por las dos gamas de productos presentados (robots y componentes), incrementar la presencia de la marca PAL Robotics y, obviamente, conseguir potenciales clientes. La gama de componentes presentada, entre ellos el módulo rotativo M90 –que se podía ver funcionando en el stand– atraía mucho la atención de los visitantes, pues se trata de un sistema fácil, flexible, compacto y con un precio competitivo. El Product Show del Service Robots Platform de la feria también ■ Stand de PAL Robotics. contribuyó a mejorar el conocimiento de la marca. En cuanto a las consultas recibidas, desde PAL Robotics nos indican que hubo un claro interés por los módulos para aplicaciones industriales o semi-industriales. Un balance positivo y una clara indicación que hay mercado para nuestros productos. Estaremos de vuelta en 2012, comenta Jonckheere. Y para finalizar, una empresa también de Gerona, Aqsense, acudió conjuntamente con la italiana ImagingLab para presentar, entre otros desarrollos, una solución de visión 3D de 360º para robots. Aqsense, surgida del Grupo de Visión por Computador del Instituto de Informática y Aplicaciones (IIiA) de la UdG, desarrolla y comercializa bibliotecas de adquisición y procesado de nubes de puntos 3D que permiten la inspección en línea y a alta velocidad del 100% de la producción para aplicaciones en visión industrial. Por su parte, ImagingLab es una empresa italiana especializada en la integración de visión y robótica.

por la mediana empresa. Es preciY los principales segmentos que samente en tiempos difíciles que constituyen esta oferta son las tecnologías de montaje y manipulación, la automatización debe ser el foco robótica y procesamiento industrial principal de toda empresa industrial, de imágenes, englobando sistemas de ya se trate de empresas del sector de posicionamiento, técnica de acciola automoción como de ingeniería namiento, sistemas sensoriales, técnica de control, técnica de seguridad, técnica de aprovisionamiento, software, servicios y prestadores de servicios, así como investigación y tecnología. La feria está dirigida a los usuarios y desarrolladores de componentes y sistemas de automatización, desde el grupo empresarial de grandes dimensiones hasta el joven emprendedor, pasando ■ Stand de Stäubli.

mecánica, industria procesadora del metal, electrotécnica y electrónica, o bien de las industrias farmacéutica, cosmética y médica, envases y embalajes y plásticos. Automatica ha ampliado su área de influencia. Aparte de Alemania, los principales países de procedencia de los visitantes recibidos este año han sido Austria, Italia, Suiza, la República Checa, España, Francia, Eslovenia, EE UU, Dinamarca y Suecia. Es verdad que los expositores se mostraban muy satisfechos ante la internacionalidad y la calidad de los visistantes profesionales que ofrece la Automatica, que se ha

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■ Stand de Leuze.

consolidado como cita internacional ineludible para el sector. 78

Congreso de robótica y más actividades paralelas En el Centro Internacional de Congresos de Munich (ICM) se celebró simultáneamente a la feria el ISR (International Symposium on Robotics), que también coincidía con el Congreso Alemán de Robótica, el mayor congreso del mundo que trata este tema. El Co-Branding ISR 2010/Robotik 2010 es un certamen

■ Stand de Festo.

integrado con un comité común del programa. Asistieron al congreso unos 300 profesionales de Alemania y del extranjero que tuvieron ocasión de informarse y compartir conocimientos sobre los últimos desarrollos, tendencias y posibilidades de aplicación. Los patrocinadores son la Sociedad Alemana de Robótica (DGR, en sus siglas alemanas) y la Asociación VDMA de Robótica y Automatización. Por otro lado, Automatica ha iniciado una cooperación a largo plazo

con el JEC Composites Show, Salón de los Materiales Compuestos, y con SAMPE (Society for the Advancement of Material and Process Engineering) en el campo de la automatización de los materiales compuestos. Esta cooperación se ha traducido en una área de exposición propia, la Composites City, organizada por JEC Composites. Además, los día 9 y 10 de junio tuvo lugar un Congreso SAMPE titulado 1st Symposium on Automation in Composite Technology. Los materiales compuestos de fibras, particularmente en combinación con fibras de carbono, ofrecen un gran potencial para la construcción ligera, por lo que su aplicación se extiende hoy a muchos ámbitos de todos los sectores, sobre todo en construcción aeronáutica, de automóviles y máquinas. Los costes de producción de estos materiales son todavía muy altos por la falta de sistemas de automatización y es por ello que el desarrollo de procesos de fabricación automatizados y aptos para series grandes desempeña un papel decisivo. Automatica pretende colaborar en el empuje de estas tecnologías. Green Automation Otra de las iniciativas presentadas en Automatica 2010 fue la Green Automation, creada junto con la VDMA Robotik+Automation y el Instituto Fraunhofer de Técnica de Producción y Automatización (IPA). Con esta nueva iniciativa común se pretende que el sector de la automatización asuma su responsabilidad ambiental y colabore de forma activa en la visión de un mundo verde. Green Automation no significa simplemente hacer más ecológicos los procesos de producción, sino también ayudar a que puedan imponerse las tecnologías no derrochadoras de recursos naturales mediante soluciones innovadoras de la robótica y la automatización. El apartado Green Automation dentro de la feria mostraba todos los aspectos en los que las tecnologías de automatización pueden contribuir a lograr una producción sostenible. También este año se presentaba la Plataforma de Innovaciones de

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Robótica de Servicios, en la que se mostraban los desarrollos de los más prestigiosos fabricantes y proveedores de robótica en robótica asistencial, así como institutos de investigación de Europa y ultramar, y se daba a conocer la actual situación del sector internacional de robótica de servicios. Organizado por el Instituto Fraunhofer IPA, en el stand se hacían presentaciones en vivo y en directo de las innovaciones técnicas y las aplicaciones espectaculares de las que es capaz la robótica de servicios hoy. Ya en las citas de 2007 y 2008 los visitantes profesionales eligieron dos veces seguidas el stand agrupado de robótica de servicios como la presentación más popular de Automatica. Por su parte, la mecatrónica volvió a ser un componente fijo de Automatica 2010. Se le dedicó un stand en el que los distintos centros de investigación exponían sus últimos desarrollos. La mecatrónica se integra en la técnica moderna de montaje y la robótica inteligente y permite que las inversiones realizadas en la ingeniería mecánica sean más seguras. Otro acontecimiento importante dentro del evento ferial fue el Foro de Automatica, que se celebraba en una sala abierta dentro de uno de los pabellones. Se impartieron una gran cantidad de ponencias y mesas redondas en las que se trataron temas

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de un verdadero valor añadido a las actividades normales de la feria. La próxima edición de la Automatica de Munich tendrá el lugar entre los días 12 y 15 de junio del año 2012. Gran exposición de robótica La increíble velocidad a la que se ha incorporado la técnica de automatización en ámbitos de producción tan sensibles como la técnica farmacéutica y médica es sorprendente, a pesar de que los equipos de montaje de dispositivos médicos casi siempre deben cumplir los estándares más exigentes de salas limpias. En cuanto a los robots para este tipo de aplica-

ciones, su aptitud para su utilización en salas limpias varía en gran medida entre los diferentes fabricantes. Los modelos con superestructura completamente encapsulada, cableado interior y técnica integrada de accionamiento emiten menos partículas que los diseños abiertos, por lo que son especialmente apropiados para su aplicación en salas limpias. Algunos fabricantes de robots e institutos de investigación han acumulado ya una gran experiencia y conocimientos en este campo, no sólo en la construcción de robots, sino también en lo que respecta a las soluciones de automatización integrales. En este sentido, Mikron Automation presentaba en Automatica una solución de montaje de alto rendimiento, adaptada a los requerimientos de la industria farmacéutica y médica: la Mikron G05, que exhibía mejoras en cuanto a ergonomía y limpieza, por lo que satisface los requerimientos de las normas GPM y las reglamentaciones de seguridad actuales. Por su parte, Sortimat Technology presentaba su nueva plataforma de automatización del montaje denominada Jetwing 2010, capaz de hacer más flexible el montaje, según informaba el propio fabricante. A ella pueden incorporarse entre ocho y 48 estaciones de montaje. En la feria podía verse una instalación concatenada con línea

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de limpieza y sistema de transferencia a sala limpia. Stäubli Robotics presentaba los modelos Super-Cleanroom de sus robots de seis ejes TX 60 y TX 90, que satisfacen los altísimos requerimientos de salas limpias de categoría ISO 2. Además, los dos robots están disponibles en versión Stericlean, lo que permite su utilización bajo las extremas condiciones de laboratorio. Con las versiones Stericlean penetramos en ámbitos en los que hasta ahora se consideraba imposible la aplicación de robots. Por primera vez se automatizan procesos de esterilización y descontaminación en los que los robots pueden estar constantemente expuestos al vapor del peróxido de hidrógeno del entorno. De esta manera se consigue por fin el éxito en el intento de automatizar estos procesos, afirma Manfred Hübschmann, gerente de Stäubli Robotics. Kuka es un fabricante de robots que resuelve desde hace mucho tiempo no sólo las aplicaciones industriales estándar. Junto con Siemens Health Care ha desarrollado un sistema de alta precisión de posicionamiento de pacientes que se aplicará próximamente en el centro terapéutico de haces de iones de Heidelberg HIT. En la terapia allí aplicada, un haz de partículas de iones de carbono o de protones incide con exactitud milimétrica sobre el tumor del paciente sin dañar el tejido circundante. Gracias a sus seis grados de libertad, el robot de Kuka, que forma la base del sistema, puede mover a los pacientes con flexibilidad y precisión, lo que no se consigue con mesas convencionales. Pero los robots de Kuka también se aplican en otros ámbitos de la técnica médica. Por ejemplo, dos robots de seis ejes se encargan del

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rectificado y pulido completamente automáticos de implantes. Aquí trabajan, mano a mano, dos robots en la manipulación de los vástagos para prótesis de cadera. Mitsubishi Electric presentaba en la feria el robot multifuncional compacto Melfa RV-2SDB. Gracias a su capacidad de carga de 2 kg y tiempos de ciclo de hasta 0,6 s, este robot multieje articulado de forma vertical incrementa el rendimiento en la producción y en las células de montaje. Su aplicación está recomendada en la técnica médica y en otras aplicaciones de procesos rápidos. Además, esta firma japonesa presentaba junto con la Robotics Technology Leaders GmbH un nuevo sistema para la manipulación flexible de piezas. Con este sistema, el robot está en condiciones de mecanizar piezas que no están orientadas o colocadas con toda precisión, incluso sin ayuda de un sistema visual. La firma Comau presentaba en Automatica unos nuevos controles incluidos en el PC industrial APC820 con tecnología de doble núcleo. El compacto sistema Input/Output X20 y la generación de buses de campo en tecnología Hilscher permiten una interfaz segura con las aplicaciones

del cliente. El intercambio de información entre los módulos periféricos y el software de control Comau se garantiza en tiempo real mediante Ethernet Powerlink. Por su parte, en el stand de la firma Beckhoff podía presenciarse una demostración en directo de la ampliación del software TwinCAT con cinemática 6D para robots cabrestante. Las ventajas del robot cabrestante para tareas pick-and-place resultan de su estructura mecánica: las varillas de carbono se sustituyen por cables, la disposición de los servomotores es flexible (por ejemplo, también debajo del robot) y el manipulador de piezas puede girarse e inclinarse en comparación con soluciones alternativas. Proyectos de investigación espectaculares El Instituto de Robótica y Mecatrónica del Centro Alemán de Aeronáutica y Astronáutica expuso en Automatica el “corazón DLR”, una alternativa al trasplante de corazón para los pacientes que sufran de insuficiencia cardíaca grave. Con el desarrollo del sistema de apoyo cardíaco implantable DLR-VAD es posible superar las limitaciones hasta ahora existentes y llevar a cabo una terapia a largo plazo . Otro proyecto vanguardista es MiroSurge, un sistema robótico de cirugía mínimamente invasiva. Como en muchas otras aplicaciones de robótica, también en el caso de MiroSurge desempeña un papel clave el procesamiento de imágenes. El médico controla a través de instrumentos especiales de entrada tres brazos de robot de los que dos van equipados con instrumentos como alicates y tijeras, mientras que otro brazo del robot lleva una cámara endoscópica estéreo. Cristina Bernabeu

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Automática e Instrumentación Director general Antonio Piqué Editora jefe Patricia Rial Directora Cristina Bernabeu (bernabeu@cetisa.com) Redacción permanente Carlos García, Eva Montero, Nuria Calle (Madrid) Consejo de Redacción Xavier Alcober, Jordi Ayza, Antoni Sudriá, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa CEA (Comité Español de Automática) Miguel Ángel Salichs (Presidente), Guillermo Ojea (Vicepresidente), Alberto Sanfeliú (Secretario), Alfonso García Cerezo (Vocal) Coordinadora de cierre Eva Montero (montero@cetisa.com) Maquetación Elisabet Ramos Director de Informática Adriano García

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

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