1958: Nace SIMATIC 2008: Era Digital Factory Answers for industry. 50º Aniversario SIMATIC INFORME Motores eléctricos: hacia el incremento de la eficiencia Incluye tabla de oferta Pág. 80 ¿Hacia los procesos híbridos? En la industria moderna, es prácticamente imposible disociar totalmente en sus procesos la denominación de continuo, discreto o batch, coexistiendo, en mayor o menor medida, una mezcla de dichas categorías (proceso híbrido) que es preciso satisfacer. Jean Aley, de GE Fanuc “Lo importante con el software es proteger la inversión actual y futura” 397 / Junio 2008 Mecánica, Neumática, Oleohidráulica, Electricidad, Electrónica, Informática, Medidas Automática e Instrumentación Automática e Instrumentación CONTROL DE PROCESOS BATCH Productividad y eficiencia del diseño a la producción Control optimizado de un splitter de nafta Hacia las máquinas micrométricas
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50º Aniversario SIMATIC
INFORMEMotores eléctricos:hacia el incrementode la eficiencia
Incluye tabla de ofertaPág. 80
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¿Hacia los procesos híbridos?En la industria moderna, es prácticamente imposible disociar totalmente en sus procesosla denominación de continuo, discreto o batch, coexistiendo, en mayor o menor medida,una mezcla de dichas categorías (proceso híbrido) que es preciso satisfacer.
Jean Aley,de GE Fanuc“Lo importante conel software es protegerla inversión actual y futura”
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La industria española del vino encara lamejora de la competitividad del sectormediante la incorporación creciente detecnologías de automatización queincluye las soluciones integrales desupervisión y control tipo scada y MES.
Crece la demanda en el mercadode sensores
La combinación de la demanda de losusuarios finales, junto con lasdisposiciones en materiamedioambiental, están haciendo que elmercado de sensores experimente unfuerte crecimiento anual en los paísesdel Norte de Asia
LA PORTADA
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1958: Nace SIMATIC2008: Era Digital Factory
Answers for industry.
50º Aniversario SIMATIC
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SUMARIO
Mes a mes• Certificación ISO para el
código de barras Aztec2D de Honeywell
• Previsiones para lainstrumentación wirelessde proceso
Empresas• Schneider Electric
adquiere Marisio• Ingeteam construirá un
laboratorio deinvestigación electrónico
• Autodesk, versión deInventor LT gratuita o casi
• Siemens PLM: concepción,cálculo y fabricación en unsolo software
Eventos• Bdigital Global Congreso• Forum Ascamm 2008
Jean Aley, de GE Fanuc“Lo importante con elsoftware es proteger lainversión actual y futura”
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TIEMPO REAL
Industria vinícola en España
50º Aniversario de Simatic
La Tecnología de Automatización deSiemens ha protagonizado la transfor-mación de la producción industrial duran-te 50 años como ningún otro fabricantey está constantemente desarrollándosehacia nuevas metas en la capacidad de pro-ducción y de calidad.
En 1958 nació Simatic como marcaregistrada y al poco tiempo incorporó latecnología de los semiconductores. En 1970salió al mercado el Simatic S5 que con granéxito se implantó en la Industria Españolay Mundial.
Iniciada la década del 2000, se intro-dujo el Totally Integrated Automation(Incluyendo PCS 7), donde dejó paten-te que Simatic era mucho más que un PLC.
En 2008 Siemens presento la Era DigitalFactory revolucionando nuevamente elconcepto dentro de la Industria.
¡¡Estamos preparados para los pró-ximos 50 años!!
Nos satisface enviarle personalmentemás información:
Automatización, control, trazabilidad y registrode una planta farmacéutica
Proyecto de SistelControl para una plantafarmacéutica en que sehan utilizado solucionesde Wonderware.
Controlar los procesos batch de forma integradaPara ampliar lasfuncionalidades de lossistemas batch lamayoría de fabricantestambién suministransistemas MES, los cualesse nutren, en parte, de lainformación aportada porlos sistemas batch.
Hacia las máquinasmicrométricasCircuitos integrados queincluyen sensores y acciona-mientos gracias a procesosmicromecanizados son ya unarealidad.
Automatización integral deltransporte y almacenaje devino en bodegasSistema de comunicación ina-lámbrico Profinet basado enScalance W de Siemens parael transporte y almacenaje au-tomáticos del vino.
Desde la simulacióndirectamente al prototipoInteracción entre Matlab/Si-mulink y Automation Studio.
Fiabilidad en la medida deinterfase entre productos
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónSUMARIO
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• Sistema de control y deE/S inteligente
• Proficy Workflow:optimización de laproducción
• Nueva generación decontactores de estadosólido
Control optimizado ADEXde un splitter de naftaLos resultados obtenidosaplicando este tipo de controlen una refinería de Repsolhan mostrado una mayor pre-cisión de las variablescríticas.
Modernización de unaplanta de cementosNuevo horno de última gene-ración que garantiza el man-tenimiento de la produccióny mejora el comportamientomedioambiental dela fábrica.
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123127 Nuevos productos
SELECCION DEL MES INFORME
TECNOMARKET
CONTROL DISTRIBUIDO
CONTROL AVANZADO
MICROTECNOLOGÍA
WIRELESS
SIMULACIÓN
MEDICIÓN DE NIVEL
CONTROL DE PROCESOS BATCH
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Automatización en la industria de procesoen base a ISA S88 y otros estándares
La aplicación de estándares,y en especial la formativaISA S88, en los sistemas deautomatización y gestión deplanta, proporcionadestacados beneficioscuantitativos y cualitativosen los resultados deproducción.
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Nuevos conceptos en automatización: sg2
Para disponer de unasolución HCS a partirde sus pilares básicosen la categoría delPLC y scada,Schneider Electric hadesarrollado elSistema deControl sg2 .
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Motores eléctricos: hacia elincremento de la eficiencia
Los grandes motores eléctri-cos acostumbran a tener unosrendimientos superiores al90% y, por tanto, son las má-quinas con mayor eficienciaque existen (sólo superadaspor los transformadores),pero éste no es el caso de lospequeños motores eléctricos,pues sus rendimientos sonbastante más bajos. Es nece-sario que cambie la mentali-dad de los usuarios para queexijan pequeños motores efi-cientes, en especial los desti-nados a pequeños electrodo-mésticos y similares.
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Y a hace más detres años quedesde las pági-
nas de esta revista venimos hablando de la capacidad queofrece el estándar S88 para la fabricación de diversas re-cetas con varios conjuntos de equipos, logrando disponerde plantas multipropósito controladas por un sistema deautomatización global. Además, esta norma ha pasadoactualmente de ser un mero conjunto de indicacionesabstractas a convertirse en el motor de múltiples paque-tes de software comercial y en el camino que permite en-lazar la información de planta desde campo al ERP y vi-ceversa. En un contexto en el que se considera cada vezmás toda la cadena de suministro, cualquier solución in-dividual debe incorporarse a un único modelo integrado.
Nos encontramos entonces con que la gestión flexiblede la producción exige no sólo tener en cuenta la zona deproceso, sino también, por ejemplo, la de envasado y lade control de las energías. Objetivo final: tener la capaci-dad de diseñar y fabricar con facilidad un nuevo produc-to o introducir modificaciones en alguno existente, así comopoder planificar la fabricación de productos diferentes com-binados, disponiendo, además, de la posibilidad de mo-dificar dicha planificación. A todo ello cabe añadir tam-
bién la posibilidad deobtener toda la infor-mación que se consi-
dere relevante de cada uno de los lotes fabricados. Consecuencia de todo ello es que, cada vez más, a los
grandes suministradores de sistemas de control les gus-ta hablar de “sistemas híbridos”, tratando de aunar en unaúnica solución el control de todos los procesos (continuos,batch o discretos) que, de un modo u otro, están presentesen una planta industrial.
De hecho, según afirma uno de nuestros colaborado-res en este número, ahora son varias las estrategias com-plementarias que pueden utilizarse para ello, y éstas pa-san por la aplicación de nuevas normativas deestandarización de los procesos, como son las S95 o laOMAC, la estandarización de la instrumentación y de losequipos de control utilizados gracias a iniciativas comoel estándar FDT/DTM y la utilización de controladoresde procesos que permiten la estructuración de la plantasiguiendo dichas normativas, sin olvidar la utilización deplataformas MES orientadas a servicios. Como siempre,la integración está absolutamente ligada a la estandari-zación y los pasos que se dan en este sentido son funda-mentales.
Hacia un único sistema
Mejorar la eficiencia energéticade los motores eléctricos
L os motores eléctricos siemprese han caracterizado por serunas máquinas con una efi-
ciencia energética muy elevada. Ren-dimientos superiores al noventa porciento no son nada extraños. Estosvalores son muy altos, especialmen-te si se comparan con otros tipos demotores como pueden ser los térmi-cos, donde el rendimiento máximo te-órico ronda el 30%. Esta generali-dad no debe servir paraautocomplacerse y siempre se debeir más allá para intentar mejorar loexistente. Actualmente, la sosteni-bilidad y la eficiencia energética sonconceptos que han llegado a toda lasociedad y ésta debe exigir solucio-nes tecnológicas cada vez mejores.
Lo que como norma general pue-de parecer un pequeño consumo,aplicando el factor de escala corres-pondiente a la globalización se pre-senta como un consumo intolerable.Así, por ejemplo, está en mente de to-dos el pequeño consumo de un apa-rato de televisión en stand by, es de-cir, apagado pero en estado de
espera. Actualmente el stand by pue-de suponer unos 10 W de consumo,que es francamente ridículo, pero sise hacen números y se multiplicanesos 10 W por el número de televi-sores, DVD, aparatos de TDT, equi-pos de alta fidelidad, etc. de cada fa-milia, y el dato resultante lomultiplicamos por el total de familiasde todo el mundo, nos daremos cuen-ta de la cantidad ingente de energíaque se despilfarra por no tener losaparatos desenchufados. El coste detoda esta energía en términos me-dioambientales ha hecho reaccionara las diferentes potencias mundia-les, de manera que, por ejemplo, enla Unión Europea, Estados Unidos yJapón, para el año 2010 se quiereque el consumo de los aparatos enstand by sea tan sólo de 1 W.
Exactamente lo mismo se puedeaplicar a los electrodomésticos, don-de las neveras, lavadoras, etc. ya sedistinguen, entre otras característi-cas, por su eficiencia energética. Lapublicidad sobre la Clase a la quepertenece un determinado electro-
doméstico ya no sorprende a nadiey el consumidor está dispuesto acomprar un aparato más caro quegaste menos durante toda su vidaútil. Es una inversión a medio y lar-go plazo.
El caso de los pequeños motoreseléctricos (por ejemplo para peque-ños electrodomésticos que funcio-nan pocos minutos a la semana) essimilar. Aunque el ahorro energéticoque se puede conseguir no es tangrande como en los casos anterior-mente citados, sí es cierto que susrendimientos están muy por debajodel 90% y, por tanto, existe un reco-rrido mayor en cuanto al aumentode su eficiencia. Una batidora, porejemplo, funciona pocos minutos a lasemana, pero ¿cuántas batidoras es-tán en este mismo instante funcio-nando en todo el mundo?
Samuel GalceranAutor del informe Motoreseléctricos: hacia el incrementode la eficiencia
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónEDITORIAL
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónTIEMPO REAL
Panorama
D entro de la industria ali-mentaria, la producción devino, espumosos y alcoho-
les es uno de los segmentos conmayor proyección internacional,vía exportaciones, y también unode los productos cuyo proceso defabricación está experimentandouna rápida evolución, incorporan-do las tecnologías de la informacióny las comunicaciones, junto conlas tecnologías de automatización,a lo largo de todo el ciclo del pro-ducto.
Por otra parte, el vino ha expe-rimentado una transformación cua-litativa, en cuanto producto convalor añadido. Así, de la conside-ración tradicional del vino comoproducto de consumo básico dealgunas regiones y culturas, don-de prevalecía el componente ar-tesanal y atomizado, se ha pasadoa un producto propiamente in-dustrial, dotado de creciente valoren un mercado cada vez más glo-blalizado, en la medida que las de-nominaciones de origen y las po-sibilidades tecnológicas hacenposible una mayor diferenciacióndel producto (vino de diseño).
De ahí que se estén propician-do igualmente cambios en la es-tructura productiva y comerciali-zadora del vino, en el sentido dela producción de calidad y del au-mento de la composición tecno-lógica de las explotaciones vitivi-nícolas, mediante la incorporaciónde sistemas de control, análisis ysupervisión de procesos encami-nados a obtener estándares de ca-lidad y de diferenciación del pro-ducto que, además de hacerposible el cumplimiento de lasnormas de seguridad y trazabili-
La industria española del vino, con unaproducción de unos 40 Mhl y un volumende negocio en el mercado de exportaciónde 1933 M€ en 2007, en un marco de in-tensificación de la competencia, encara lamejora de la competitividad del sector me-diante la incorporación creciente de tec-nología de automatización que incluye lassoluciones integrales de supervisión y con-trol tipo scada y MES.
Industria vinícola en España
La tecnología deautomatización y controlentra en las bodegas
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397TIEMPO REAL
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Panorama
dad, etc., contribuyan a dotar alproducto de unas característicasespecíficas que, como en cualquierotro producto del mercado, seránlas que marquen la diferencia fren-
te a los competidores.De hecho, el vino, como resul-
tado de un proceso químico bási-co de transformación de la gluco-sa en alcohol, entraña un grado de
aleatoriedad en el proceso y de va-riabilidad del producto final encuyo control y corrección se abreun margen a la intervención hu-mana (enólogo), que juega un pa-pel fundamental a la hora de fijarlas características específicas delvino. En este sentido, la tecnolo-gía de control y supervisión (de-tección, captación de datos y aná-lisis permanente) durante dichoproceso cobra cada vez mayor re-levancia, ya que será lo que permitaafinar no sólo las característicasorganolépticas del producto, sino
En la fase de prensado, la perfecta regulaciónde las prensas es fundamental, ya que de la
mayor o menor presión ejercida dependerá lamayor o menor calidad del mosto y, por tanto,
las distintas calidades del vino.
Soluciones integrales para la industria del vino
Control del proceso para mejorar la competitividad
L as posibilidades de aplicación de la tecnología decontrol en el proceso de producción de vino atra-
en cada vez más la atención de las firmas consolidadasen el mercado de la automatización industrial. Contodo, tal como reconoce Sara Sanchidrián, responsabledel sector agroalimentario de Schneider Electric, el ni-vel de automatización en las instalaciones de vino enEspaña es bastante básico y se observa una gran dife-rencia entre las grandes y recientes bodegas, y las mo-dernas y antiguas instalaciones. De hecho, añade S.Sanchidrián, una bodega es algo más que la vendi-mia y el embotellado, ya que el proceso pasa por unaserie de controles y fases en los que Schneider Elec-tric tiene mucho que aportar, como por ejemplo enla recepción y registro de vendimia, enfriamientode pasta/mosto, distribución y control de la pastaen los depósitos de fermentación, control de tem-peratura en fermentación, bombas de remontado, control de volumen en depósitos, operacionesde trasiego, estabilización por frío, etc., hasta la fase final de embotellado, paletizado, almacén yexpedición. En este sentido –añade S. Sanchidrián– respecto a las perspectivas de futuro, vemos quese hace necesario, sin duda, un plan de consolidación del sector, poniendo el énfasis en la pro-ductividad, en la reducción de costes y en la utilización de tecnología punta. Además, existe la po-sibilidad de implantar soluciones integrales de control de la producción tipo scada, y de fabricación guia-da, tipo MES (Manufacturing Execution System), que permiten responder de forma eficaz a los nuevosretos de la industria (aumentar la producción, reducir costes, mayor flexibilidad, mejora de la calidad,etc.) que se materializan en una mejora de la productividad y de la competitividad. Las ventajas de unsistema integral de control –resume S. Sanchidrián– son que informatiza el proceso productivo, dis-pondremos de toda la información generada en dicho proceso en formato digital. Esta informa-ción será muy fácil de analizar y encontraremos rápidamente los puntos débiles de la instala-ción, de forma que se pueda optimizar y ajustar la inversión rápidamente y de forma eficaz. Esdecir, los sistemas globales e integrales permiten ejecutar órdenes de fabricación de forma guiada y se-gura, almacenar todos los datos generados en fabricación y trazar todo el proceso. Más concretamente,entre las ventajas que aportan los sistemas de control integral destacan la reducción de los defectos enla fabricación, ahorro de costes en materia prima, reducciones de tiempo en las operaciones a realizaren cada fase, mejor coordinación del proceso, mayor rapidez de traspaso de datos al ERP y, en general,disponer de información relevante para el proceso de forma inmediata.
conseguir una homogeneidad y es-tabilidad de tales característicasen la producción de cada bodega,lo que será, a fin de cuentas, su va-lor añadido y factor de diferencia-ción frente a la competencia.
La intensificación tecnológicaque acompaña la progresiva con-versión industrial de la producciónvinícola comprende no sólo la bo-dega propiamente dicha, sino lasupervisión y control de la viña.Dada la criticidad que tiene en elproducto final el proceso de ma-duración de la uva (control enzi-mático, humedad de la tierra, os-cilaciones de temperatura, etc.), latecnología de supervisión y controlse va extendiendo a la fase de pro-ducción de la materia prima. Así,ya han aparecido en la viña sen-sores para la medición de diversasvariables (humedad, temperatu-ra, etc.) y la detección de even-tuales hongos o enfermedades dela planta.
Este impacto de la tecnología atodos los niveles de la industriadel vino es lo que está inducien-do que, desde distintas instan-cias del sector, comenzando porla Federación Española del Vinoy asociaciones de ámbito regionalo cooperativo, desarrollen pro-yectos en las áreas de formación,innovación e incorporación de tec-nologías, así como de aspectos re-
lacionados con la comercialización.En el caso concreto de las tecno-logías de automatización y con-trol, la emergente industrializa-ción de la producción vitivinícolaes también lo que está haciendoque firmas con tradición en el mer-cado industrial desplieguen unaestrategia de penetración de sussoluciones en el sector.
Estabilidad y competenciaLa coyuntura del sector español
de producción de vino durante2007 fue de relativa estabilidad enlo que se refiere a sus variablesmás representativas. La asociaciónespañola del sector (FederaciónEspañola del Vino) evaluó el ejer-cicio como relativamente tranqui-lo, aunque también refleja en sumemoria anual su preocupaciónpor las normativas relativas a sa-nidad (seguridad y trazabilidad) ymedio ambiente (recuperación deenvases de vidrio).
En cualquier caso, la producciónde vino durante 2007 volvió a es-tar en torno a los 40 millones dehectolitros. No obstante, la citadaasociación detecta el aumento de
las dificultades producidas por elaumento de la competencia, ade-más de continuar la tendencia des-cendente en el consumo de vino enEspaña, que se compensa en tér-minos de valor por el aumento delconsumo de vino de calidad y, so-bre todo, por las exportaciones,aunque la competencia en los mer-cados exteriores también se estáacentuando.
La segmentación de la produc-ción del vino en España, segúnlos usos, añade la Federación Es-pañola del Vino, supone entre5/6 millones de hectolitros (Mhl)en mosto no vinificable, un mer-cado interior cuyo consumo hu-mano, en descenso, supone unos13,5 Mhl, otro millón de hectolitrosimputable a mermas y usos indus-triales, y 14 Mhl destinados a lasexportaciones. El segmento regu-lador de la eventual sobreproduc-ción es el de las destilaciones, querepresenta entre los 10 Mhl y los6/7 Mhl, dependiendo de la evolu-ción de la demanda y, más con-cretamente, de las oscilaciones delas exportaciones de granel.
Al cierre de la memoria de 2007,
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónTIEMPO REAL
Panorama
Dada la criticidad quetiene en el productofinal el proceso de
maduración de la uva(control enzimático,
humedad de la tierra,oscilaciones de
temperatura, etc.), latecnología de
supervisión y controlse va extendiendo a lafase de producción de
la materia prima.
Proyecto europeo GoodFood
Control integral de la producciónde vino
D entro del V Programa Marco de I+D de la Unión Europea, elproyecto GoodFood, en el que participa como coordinador el
Centro Nacional de Microelectrónica del CSIC, desarrolla tecnolo-gía de sensores para la mejora de la seguridad y la calidad de losalimentos. Una de las vertientes de dicho proyecto consiste en eldesarrollo de una solución de supervisión y control del proceso deproducción de vino, desde la viña (medición de la insolación, hu-medad, temperatura, detección de hongos, etc.) hasta el procesoen bodega, donde se realiza el análisis continuo de la producciónde vino, con la ayuda de un conjunto de sensores, sensibles a losaromas del vino, de acuerdo con la noción de nariz electrónica. Deeste modo, los sensores analizan la evolución del vino a través delos aromas de forma automática y controlada a distancia, incluso através de web. La información de la viña se recoge en el centro decontrol, mediante una red inalámbrica, de manera que la supervi-sión de las tres variables (insolación, humedad y temperatura) per-mite en cada momento adoptar las medidas oportunas respecto ala aportación o no de agua y, en general, a evitar que se creen lascondiciones que influyen en la formación de los hongos.
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397TIEMPO REAL
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Panorama
los datos correspondientes al con-sumo interior no parecían muy ha-lagüeños, ya que se registraba undescenso en el consumo de vino enrestauración, aunque mejoraba elcorrespondiente a las ventas en elcanal de alimentación. En líneasgenerales, se aprecia una tenden-cia a disminuir el consumo de vi-nos de menor calidad (vinos demesa), mientras aumenta el de vi-nos de mayor valor añadido.
El mercado de exportación pa-rece consolidado, aunque con unacreciente competencia, y en cre-cimiento. De hecho, se consoli-dan las ventas exteriores en tor-no a los 15 Mhl, después de lassubidas experimentadas en losejercicios de 2003 y 2004, hasta al-canzar en el ejercicio del año pa-sado los 1.833 M€, récord histó-rico que marca, además, unatendencia ascendente desde 2002.Frente a la mayor competencia in-ternacional, la opción que se plan-tean los exportadores españoleses la mejora del valor medio delvino exportado, que cuenta comoprimeros clientes con EE.UU, Rei-no Unido y Suiza. A pesar de todo,desde la asociación sectorial seconsidera que el futuro del vinoespañol está en el mercado exte-rior, donde se espera alcanzar lacondición de primer país exporta-dor a corto plazo.
Por último, cabe reseñar la evo-lución del rendimiento de la su-perficie de viñedo de uva paratransformación en el periodo 1990-2005, siguiendo una pauta de dis-minución de la superficie de viñe-do, pasando de 1,3 millones dehectáreas a 1,07 millones, mientrasque el rendimiento por hectáreapasó de 44,6 qm/ha a 53,5 qm/ha.
Controlar la vinificaciónLa creciente demanda de vinos decalidad, junto con el aumento dela competencia en el mercado in-ternacional, especialmente im-portante para el vino español, ycon la concentración de capitalque se está operando en el sector,plantea de forma acuciante la cues-tión de la mejora de la productivi-dad de las plantas de producción
y, en consecuencia, de la compe-titividad del producto en todos losniveles. En este sentido, dada la im-portancia que reviste el control yla combinación de diferentes va-riables del proceso de vinificaciónen la calidad final del vino, la tec-nología, al decir de algunos ex-pertos, adquiere cada vez mayor in-fluencia.
En la fase de prensado, por ejem-plo, el control de la prensa es fun-damental, ya que de la mayor omenor presión ejercida depende-rá la mayor o menor calidad delmosto, puesto que a más presiónmayor liberación de sustancias delhollejo que influyen en el color,aroma y producción de fangos. Porello, la regulación de las prensas escapital a la hora de obtener diver-sas calidades de vino.
En el caso de las prensas verti-cales el rendimiento es menor, aun-que resultan mostos limpios, mien-tras que las horizontales dan menoscalidad y producen muchos fan-gos. Por su parte, en la utilizaciónde prensas neumáticas de mem-brana se han de tener en cuenta losciclos de prensado para evitar laformación excesiva de fangos. Ade-más, dependiendo del tipo de pren-sa de membrana, el nivel de oxi-dación cambia, por lo que las demayor protección contra la oxida-ción pueden utilizarse para la ma-ceración.
En la maceración, operación con-sistente en la piel de la uva en con-tacto con el mosto durante un cier-to número de horas y atemperatura baja, el control de latemperatura también reviste unaimportancia que influirá sobre lacalidad final del producto para evi-tar el arranque de la fermentación.
El desfangado del mosto es unaoperación clave en la calidad finaldel vino que puede realizarse me-diante diversos procedimientosmecánicos, como los filtros rotati-vos de vacío (que limpian dema-siado los mostos y dificultan la fer-mentación, por lo que están endesuso), o mediante máquinas decentrifugado o provocando la for-mación de flóculos (inyección deCO
2) que ascienden a la superficiedel mosto donde se retiran con unsistema de limpieza en continuo.Por último, en el desfangado está-tico se procede por decantación,ayudada por la aportación de SO2y el enfriamiento del mosto.
Durante la fermentación, el con-trol de la temperatura (entre 18ºy 22º) es una de las variables pri-mordiales a tener en cuenta, yaque propicia la conversión lentade los azúcares en alcohol, asícomo un lento desprendimientode CO2, lo que ayudará a mantenerlos aromas propios del vino y, endefinitiva, mayor calidad final, y aevitar la interrupción del procesopor muerte de las levaduras. Asi-mismo, durante esta fase se llevaa cabo un control pormenorizadode la densidad, midiendo el gradode concentración de azúcar por li-tro, que será el que determine lafinalización de la fermentación. Fi-nalmente, en los trasiegos, clarifi-cación y estabilización y filtradodel vino intervienen procedimien-tos mecánicos y químicos que re-quieren el control de variables quepueden alterar la estabilidad delvino, como son las oscilaciones detemperatura, la aireación, y el con-tenido de proteínas.
Carlos García
La tecnología de control y supervisión duranteel proceso de vinificación cobra cada vez
mayor relevancia, ya que permite conseguirhomogeneidad y estabilidad en el producto,además de aportar un valor añadido y ser un
factor de diferenciación frente a lacompetencia.
D os grupos alemanes, elnúmero uno mundial en
gases industriales, Linde, y laquímica Sud-Chemie, han fir-mado un acuerdo de coope-ración para desarrollar y co-mercializar biocarburantes desegunda generación en todo elmundo. Un mercado conside-rado atractivo ante el conflic-to entre seguridad alimentariay seguridad energética queplantean los biocarburantes
de primera generación. Como es sabido, estos últi-
mos utilizan la caña de azúcar,la soja, el maíz, la mandioca yun árbol de América centraldenominado jatrofa. Numero-sos empresarios agrícolas hanoptado por cambiar sus culti-vos alimentarios en favor de laproducción de biocarburan-tes, que resultan económica-mente más productivos.
Ante este problema, se está
optando por tender a una se-gunda generación de biocar-burantes producidos a partirde la celulosa y la lignita con-tenidas en el bosque o en laspartes no comestibles de losvegetales, en los que la degra-dación natural del sol partici-pa en la constitución de humusnecesario para la regeneraciónde los bosques. Se plantea tam-bién la posibilidad de utilizarlos propios árboles.
Esta opción resuelve el pro-blema de la incidencia nega-tiva sobre los productos ali-mentarios, pero plantea otros.En este caso el problema estáen que los stocks de humus, talcomo se ha dicho, juegan unimportante papel en la fertili-zación de los suelos y, por tan-to, en el almacenamiento deCO2. Además, si se opta por lautilización de los propios ár-boles nos enfrentamos al pe-ligro de potenciar la defores-tación.
Además, los residuos agrí-colas son limitados y a todoello se añade que, de mo-mento, los rendimientos ener-géticos de estos carburantesde segunda generación sonmuy bajos. Los expertos afir-man que habrá que esperarun mínimo de diez años antesde que se pueda pasar a unaauténtica producción indus-trial. De todos modos, pareceque los alemanes, a pesar detodos los problemas citados,ya están dispuestos a poten-ciar este mercado.
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397
Mes a mes
Luces y sombras sobre los biocarburantesde segunda generación
TIEMPO REAL
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Julián Camarillo 29, ed. E-2, 3ºA
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397
Mes a mes
TIEMPO REAL
E l consorcio PC/104 acabade estandarizar la adap-
tación de módulos apilablespara aprovechar la rapidez delbus serie PCI Express, suce-sor del bus PCI en el mundodel PC. La denominación de-finitiva de este estándar esPCI/104 Express. Un están-dar que permitirá, según afir-ma Felix Kunz, de Digital-Lo-gic, relanzar las ventas yprolongar la comercializa-ción de módulos PC/104para un periodo de un mí-
nimo de diez años. Paraadaptar los módulos PC/104al bus serie, se han validadopor el consorcio nuevos co-nectores más compactos pero,según responsables del con-sorcio, el mayor trabajo hasido asegurar una compatibi-lidad entre los factores de for-mato. El estándar PCI/104 Ex-press es compatible con todoslos formatos de los módulosdel consorcio (PC/104, EPICy EBX).
El bus PCI entra en el mundode PC/104
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Mes a mes
S egún la consultora ARC-Web, el mercado de la ins-
trumentación de proceso sinhilos pasará a más de 1.100millones de dólares en el 2012,con una tasa de crecimientodel 32% anual. Actualmenteno representa más que unapequeña parte del mercadoactual, pero según ARC seconvertirá en el segmento másimportante en los próximoscinco años. Según la consul-
tora, las economías que seconsiguen en el caso de la ins-talación de sensores sin hilosllevarán inevitablemente a lasustitución de los equiposexistentes por otros wirelessen todas las aplicaciones enque sea posible. El mercadodebe evolucionar muy rápi-damente hacia los estándaresde las tecnologías sin hilos ta-les como WirelessHart, ISA100, etc.
Previsiones para la instrumentaciónwireless de proceso
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• Dassault Systèmes, dedicada a soluciones para la ges-tión del ciclo de vida de productos y 3D, anuncia la próxi-ma disponibilidad global de Simulia SLM, una nueva suitede producto de su marca Simulia para la Gestión del Ciclode Vida de Simulación.• A mediados del pasado mes de mayo, Venco Electró-nica organizó las primeras sesiones Hands ON, dedicadasal nuevo microcontrolador STM32 Cortex M3 de su repre-sentada ST Microelectronics, donde se realizaron ejemplosde alguno de los dispositivos del micro, así como la pues-ta en marcha del sistema de desarrollo basado en KEIL.
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L a Corporación Tecnoló-gica Tecnalia presentó el
pasado 8 de mayo en la sede delBEC su nuevo proyecto em-presarial denominado te+C, queagrupa los servicios tecnológi-cos de los centros que integraesta corporación en el ámbitode la certificación, los ensayosy el control de calidad, así comotodos los servicios relaciona-dos con la certificación, ins-pección, calibración, ensayosy análisis que hasta ahora ve-nían desarrollándose desde losdistintos centros tecnológicosque forman Tecnalia.
En la actual coyuntura deinternacionalización empre-sarial, te+C ofrece un impor-
tante servicio en homologa-ción de proveedores. Acude alos países donde las empre-sas adquieren determinadosproductos o donde tienen pre-visto implantarse y comprue-ba in situ la confianza de losproveedores. Este servicio re-sulta especialmente impor-tante para empresas que tra-bajan con nuevos mercadosemergentes, como Europa delEste, China o India. Para de-sarrollar toda su labor, te+Ccuenta con la excelente ca-pacitación tecnológica de to-dos sus equipos de trabajo ycon una clara orientación desu oferta a las necesidades delcliente.
Tecnalia presenta su nuevoproyecto empresarial te+C
D e acuerdo con una en-cuesta anual realizada
por la empresa de investiga-ción Millward Brown, la con-ciencia global con respecto ala tecnología Bluetooth estáen un máximo histórico del85% de consumidores que re-conocen esta tecnología wi-reless. Éste es el quinto añoconsecutivo que se produceuna subida en este índice, deacuerdo con la encuesta antesmencionada.
Los consumidores en China(en las regiones urbanas deBeiijing, Shangai y Guangz-hou), Alemania, Japón, Tai-wan, los Estados Unidos y elReino Unido afirman haber re-cibido información acerca dela tecnología Bluetooth, y re-conocen de forma amplia-mente mayoritaria el logo deBluetooth (68%) y productosque usan esta tecnología. En-tre estos últimos están los te-léfonos móviles (79% de re-conocimiento), auriculares(61%) y ordenadores (56%).En cuatro de los seis paísesconsultados, al menos el 60%de los encuestados afirmaronposeer algún dispositivo do-tado de Bluetooth.
El aumento en la popula-ridad de la tecnología Blue-tooth a lo largo de sus diez
años de existencia es aluci-nante, dijo Michael Foley, doc-tor en ingenieria electrónica ydirector ejecutivo del Blue-tooth Special Interest Group(SIG), una asociación comer-cial para la tecnología Blue-tooth constituida por más de10.000 compañías. Hay 2 mi-llones de dispositivos contecnología Bluetooth en elmercado. Lo que comenzócon teléfonos móviles y au-riculares ha desembocadoen casi cada industria, des-de el entretenimiento o losautomóviles hasta la in-dustria textil y los juguetes.
El estudio de MillwardBrown también encuestó alos consumidores sobre su gra-do de consciencia acerca deotras tecnologías wireless. Latecnología Bluetooth es, conmucho, la marca más conoci-da con un 85% de media glo-bal comparado con WirelessUSB (57%), Wi-Fi (53%),IrDA (53%) y WiMedia UWB(16%).
Según fuentes de Blue-tooth, el estudio entrevistó aaproximadamente 2.500 con-sumidores en China, Alema-nia, Japón, Taiwán, EstadosUnidos y el Reino Unido, conedades comprendidas entrelos 18 y los 70 años.
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TIEMPO REAL
E l Comité Español de Au-tomática (CEA) convo-
ca el IV Premio Nacional deAutomática. Según consta enlas bases de esta distinción deCEA, este premio proporcio-na una distinción de exce-lencia que la Junta Directi-va de CEA otorga, apropuesta de un Comité deSelección, a aquellas perso-nas que se hayan distin-guido por su extraordina-
ria contribución en las áre-as de competencia de CEA,en temas científicos, de in-geniería, enseñanza o lide-razgo industrial. Estas con-tribuciones estaránavaladas por publicaciones,desarrollos, proyectos, pa-tentes o, en general, activi-dades cuya autoría por elcandidato se pueda probar.Se valorará la contribucióna la consecución de los ob-jetivos de CEA. El Premio seconvocará con una perio-dicidad bianual.
Las nominaciones podránrealizarse hasta el 15 de ju-nio.
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Convocado el Premio Nacionalde Automática 2008
L os días 4,5 y 6 de junio sehan celebrado en Alican-
te las Jornadas de Seguimientode Proyectos DPI-Robótica yVisión por Computador, orga-nizadas por el Grupo de Au-tomática, Robótica y VisiónArtificial de la Universidad de
Alicante, y los Grupos Temá-ticos de Robótica y de Visiónpor Computador de CEA.
Para más información con-sultar la página:
www.aurova.ua.es:8080/dpi08
E l Grupo de bioingenieríatiene por objetivo unir
los esfuerzos de los distintosgrupos y centros españolesdedicados a la investigación yel desarrollo en el área de labioingeniería. La ingenieríabiomédica, o bioingeniería, esla disciplina que aplica losprincipios eléctricos, elec-trónicos, mecánicos, quími-cos, etc. de la ingeniería paracomprender, modificar o con-trolar los sistemas biológicos,así como para diseñar y fa-bricar productos o equiposcapaces de monitorizar fun-ciones fisiológicas y asistir enel diagnóstico y el tratamien-
to de los pacientes. El número de grupos es-
pañoles que realizan inves-tigación en este campo au-menta de forma continua.Actualmente, la Red Temá-tica en Ingeniería Biomédi-ca, financiada por el Minis-ter io de Educación yCiencia, aglutina más de 50grupos de investigación, dis-tribuidos en universidades,institutos del CSIC y centroshospitalarios.
Jornadas de Seguimiento deProyectos DPI, de Robóticay de Visión por Computador
Grupo de bioingeniería del CEA
C on el anuncio de la com-pra de la compañía Ma-
risio, fabricante y suminis-trador chileno de com-ponentes para sistemas deinstalación y control (ISC),Schneider Electric refuer-za su posición en el mercadoamericano.
Esta operación de compraconstituye un paso más en laestrategia de Schneider Elec-tric para reforzar su presen-cia en los países emergentes,que en el ejercicio 2007 con-tribuyeron a incrementar lacifra de negocios de la com-pañía en un 32%.
Para Christian Wiest, di-rector general de la DivisiónOperacional Internacional deSchneider Electric, esta ad-quisición refuerza conside-rablemente la posición deSchneider Electric en Chiley en los países vecinos deAmérica Latina. Permite, ade-más, completar el abanico desoluciones que la empresaofrece en una de las regionesmás prometedoras del mundo.
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397
Empresas
Schneider Electric adquiere Marisio
TIEMPO REAL
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T he MathWorks ha anun-ciado que la compañía
energética Unión Fenosa haelegido las herramientas desu compañía para desarrollarsus modelos de valoración enel mercado eléctrico. Para laventa de electricidad en elmercado mayorista, UniónFenosa necesita prever conprecisión los precios y los vo-lúmenes de energía en cadauno de los mercados en losque opera, así como realizarvaloraciones de factores comolos costes marginales, la ca-pacidad disponible de cadauno de los generadores, lasprevisiones de demanda, elmercado de emisiones o laconfiguración de la red detransporte.
Así, los ingenieros de UniónFenosa han elegido varias he-rramientas de The Math-works, como Matlab, herra-mienta que se ha utilizado paraimplantar un conjunto de mo-delos que analizan los datos
disponibles, realizan previsio-nes y mejoran los planes de ge-neración, y Matlab Compiler,que permite crear programasautónomos para cada modelo.
Asimismo, también ha op-tado por Simulink para crearmodelos de análisis dinámicode los generadores y por Op-timization Toolbox, herra-mienta a través de la cual esposible resolver problemas deprogramación lineal. Por últi-mo, utilizará Statistics Tool-box para desarrollar y evaluarescenarios de simulación deprecios y gestionar los riesgosde las posiciones en el merca-do a través de medidas comoel Margen en Riesgo (Mer) oel valor de riesgo (VaR).
Unión Fenosa apuesta por lasherramientas de The Mathworks
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• Alfa Laval, multinacional especializada en equipos parala industria, ha completado la adquisición de la compañíafinlandesa Fincoil, fabricante de intercambiadores de ca-lor por aire. Esta operación aumenta la presencia de AlfaLaval en el campo de refrigeradores de aire en Europa. Losproductos de refrigeración de Fincoil cubren aplicacionescomo plantas de energía y de tratamiento de alimentos.
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I ngeteam, empresa tecno-lógica con base en el País
Vasco, anunció el pasado 14 demayo que invertirá 17 millonesde euros en la construcciónde una planta de investigaciónde electrónica y máquinaseléctricas. Este laboratorioconstará de dos plantas en lasprovincias de Vizcaya y Gui-púzcoa y será el primero de suclase en el sur de Europa y elquinto del mundo de estas ca-racterísticas.
En el nuevo laboratorio sevalidarán las últimas tecnolo-gías en electrónica de alta po-tencia y máquinas eléctricaspara los sectores de energía,transporte ferroviario, pro-pulsión naval y siderurgia.
El Laboratorio de Electró-nica de Potencia ubicado enel Parque Tecnológico de Za-mudio, denominado High Po-wer Electronic Laboratory,se centrará en el ensayo de
convertidores de potencia me-diante la experimentación enbase a cargas inductivas y elaporte de energía desde la redúnicamente para las pérdidasde los sistemas.
En cuanto al Laboratorio deMáquinas Eléctricas de Bea-sain, denominado ElectricMachines Laboratory, secentrará en el campo de lamáquina eléctrica y del con-junto máquina-convertidor. Enesta instalación se trabajarácon grandes maquinas eléc-tricas, de hasta más de 30 MW,que son muy difíciles de trans-portar. Por ello, el laboratoriose ubicará en un edificio ane-xo a la fábrica de Indar deBeasain, fabricante de má-quinas rotativas de Ingeteam.
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e Instrumentación
Empresas
TIEMPO REAL
Ingeteam construirá un laboratoriode investigación electrónica únicoen el sur de Europa
J umo España, empresadedicada a la fabricación
de instrumentos de medida,ha inaugurado en Madrid unnuevo edificio. Este nuevoedificio tiene aproximada-mente 900 m2, frente a los 275de sus anteriores instalacio-nes. La parcela, en la que sepodrán edificar hasta 1.700m2, cuenta con 2.525 m2. Des-de 1999, la empresa, cuya ma-triz se encuentra en Alema-nia, ha tenido inmuebles en
propiedad en Madrid. Ante-riormente sus oficinas y plan-tas se encontraban en alquiler.
Jumo, empresa fundada en1948, lleva desde 1987 en elmercado español, lo que re-presenta 21 años de presenciaininterrumpida. Hoy se pro-ducen en Madrid sondas es-peciales de temperatura parael mercado español. La in-dustria del vidrio forma partede sus clientes en esta línea deproducto.
Jumo inaugura un nuevo edificioen Madrid
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T he Product Develop-ment Company (PTC)
ha sido calificada entre las diezprimeras compañías del índi-
ce Customer Affinity Index,emitido por el Consejo de Al-tos Ejecutivos de Marketing(CMO). PTC, la única empre-
sa de Gestión del ciclo de vidade productos (PLM) de la lis-ta, ha superado a otros repu-tados proveedores de tecno-logía B2B, como IBM,Microsoft, Dell Computer yOracle.
A l comprar la sociedad deservicios EDS por 13.900
millones de dólares, HP ha pa-sado a ser el número 2 de ser-vicios informáticos, sólo pordetrás de IBM, de forma quese ha reforzado la situaciónde HP en el mercado europeoy en EE UU. Unidas, las dosempresas realizarán una cifrade negocios de 38.000 millo-nes de dólares, con 210.000empleados y presentes en 80países. HP incorpora así unasociedad especializada en laexternalización de aplicacio-nes y de todo o parte de los sis-temas de información de unaempresa. Una actividad ya ase-gurada en parte por la rama
servicios de HP pero con unaextensión reducida tanto des-de el punto de vista técnicocomo geográfico.
De todos modos, el hecho esque donde HP unida a EDSasegura sus cifras de negocioes en Europa y EEUU, dos zo-nas geográficas cuyo creci-miento del mercado se sitúacomo máximo en un 7%, mien-tras el gran aumento de mer-cado se da en los países emer-gentes donde su presencia esdébil. Así lo comenta Elisabetde Maulde, presidenta de laconsultora Pierre AudoinCounsultants: HP se refuer-za en EEUU y en Europapero sigue poco presente en
los países emergentes querepresentan una verdade-ra fuente de crecimiento conporcentajes en torno del17%. Desde un punto de vis-ta estratégico, con EDS, HPse refuerza a la vez en loque mejor conoce, los equi-pos (EDS posee grandes cen-tros de datos) pero se abretambién al mercado de lasgrandes cuentas con nue-vas oportunidades gracias aSSII.
En todo caso, queda claroque HP con esta compra con-sigue abrirse a nuevos mer-cados en Europa y EEUU,mientras los mercados emer-gentes siguen siendo una asig-
natura pendiente para estaempresa.
Esta compra puede expli-carse también para anticipar-se a una previsible relentiza-ción de las ventas de PC (13%en el 2008 según IDC frente al15% el año pasado) y de equi-pos informáticos. El servicioqueda para los grandes sumi-nistradores como fuente dediversificación para alcanzaruna cifra de negocio crecien-te.
Finalmente, queda por verlas consecuencia de tipo socialque pueden derivarse de la fu-sión. No se olvide que la lle-gada de Mark Hurd como di-rector general de HP supusola desaparición de unos 15.000puestos de trabajo.
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Empresas
HP y EDS: persiguiendo a IBM
TIEMPO REAL
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• Oracle Ibérica, em-presa perteneciente aOracle Corporation,proveedor mundial de so-luciones de software em-presarial, ha nombradorecientemente a Félix delBarrio Cruz como nuevoVicepresidente y Direc-tor General en sustitu-ción de Miguel MilanoAspe, quien ha sido pro-movido a VicepresidenteSenior para Middlewarede Oracle en Europa Oc-cidental.
• La empresa de elec-trónica de potencia Sali-cru ha alcanzado una fac-turación de 42 millonesde euros durante el año2007, lo que supone unaumento del 19% res-pecto al año anterior. Losbeneficios antes de im-puestos ascendieron a 2,5millones de euros. La bue-na marcha de los resul-tados de la empresa sedeben a la ampliación yrenovación de las dife-rentes gamas de Sistemasde Alimentación Ininte-rrumpida, al incrementodel volumen de negocio yal aumento de las opera-ciones de exportación.
B R E V E SPTC, entre las diez primerasen el “Customer Affinity Index”
Empresas
TIEMPO REAL
E l pasado año, Autodesklanzó un producto deno-
minado Inventor LT tele-re-cargable gratuitamente des-de su web desde EEUU y,posteriormente, también des-de Nueva Zelanda y Australia.Ahora llega a Europa, empe-zando por Francia como paíspiloto.
Con esta operación, Auto-desk se propone captar elmercado de los industrialesque estén proyectando pasarde 2D a 3D. Hasta ahora,nuestros potenciales clientespodían disponer de una ver-sión de evaluación duran-te 30 días; sin embargo, si seplantea algún imprevisto enla oficina técnica, 30 díaspasan muy deprisa, y aho-ra podrán disponer de unaño para ensayarlo, comen-tó Christian Domange, direc-tor de la empresa para Euro-pa del sur.
El negocio potencial es mu-cho si se tiene en cuenta que,según una encuesta de Aber-deen Group, el 70% de losproyectistas sólo utilizan sis-temas 2D y la mitad de ellostodavía no han encontrado ra-zón alguna para pasar a 3D. Nopuede negarse que disponergratuitamente de Inventor LTpuede ser un buen procedi-miento para convencerlos deque adquieran el sistema 3D.
Esta versión gratuita inclu-ye todo el conjunto de fun-cionalidades pero limitadas apiezas unitarias, es decir, quelo que no es posible es crearun conjunto. Tampoco se tie-ne acceso a aplicaciones comoAutocad Mechanical y sus bi-bliotecas de componentes es-
tándar, ni tampoco a aplica-ciones de simulación. Tampo-co integra la herramienta GDTAutodesk Vault. En cambio,sí se dispone de todas las in-terfases estándar (Step, Iges,DXF, DWG, etc.) e interfasesnativas hacia la mayor parte desoftware CAD del mercado(NX, Pro/Engineer, Solid-Works, etc.) y próximamentetambién Catia.
El Inventor LT tiene un pre-cio oficial en EEUU de 990 dó-lares. Según informó Doman-ge, en su presentación su webha recibido en aquel país100.000 visitas, que se han tra-ducido en 30.000 telecargas.
Adquisición de Moldflow Siguiendo su estrategia en elsentido de llegar a ofreceruna amplia gama de herra-mientas que cubran el con-junto de aspectos del proto-tipado virtual en el ciclo dedesarrollo de nuevos pro-ductos, Autodesk ha adqui-rido por 297 millones de dó-lares, aproximadamente, a laempresa Moldflow, especia-lista en la simulación de in-yección de piezas de plástico.
Con esta adquisición que-da claro que Autodesk quiereconvertirse en uno de los lí-deres de la cadena numéricapara el desarrollo de produc-tos. A través de los años ha idopasando de una oferta cen-trada en soluciones 2D a unaverdadera herramienta 3D queha completado con la adqui-sición de múltiples tecnolo-gías complementarias, comofue, por ejemplo, la adquisi-ción de Alias para entrar en elmercado de la industria delautomóvil el pasado año 2005.
En todo caso, con la ad-quisición de Moldflow da susprimeros pasos en el mundode la producción, ya que elmódulo Plastic Xpert (MPX)de Moldflow permite contro-lar y optimizar en tiempo realparámetros de la inyecciónen las prensas.
nuevo servicio de reparaciónpresentado por Honeywellpara sus lectores y terminalesmóviles Dolphin. Es decir, queHoneywell se hará cargo detodo problema derivado de sudesgaste o deterioro acciden-tal, comprendiendo la repara-ción efectuada por parte detécnicos de Honeywell, com-
prometiéndose a realizarlo enun plazo de tres días para la re-paración y 24 horas para laentrega. La oferta incluye tam-bién un servicio de manteni-miento. La oferta ServiceMade Simple se propone paraun periodo de 3 o 5 años, se-gún la duración de la garantíaestándar del producto.
Honeywell, nuevo serviciode reparación
L a última versión del soft-ware NX, cuya salida al
mercado se anuncia para elpróximo 1 de julio, aporta unbuen número de nuevas fun-cionalidades. Prácticamentetodos sus módulos han sidoobjeto de patentes.
Recordemos que NX es unpaquete de gestión del ciclo devida del producto que ofrecea las grandes compañías unaplataforma única para el di-bujo, el diseño mecánico, elanálisis cinemático, el análi-sis por elementos finitos, elcálculo de resistencia a loschoques y vibraciones, asícomo todos los aspectos delCAM (fabricación asistida porordenador). Es este últimomódulo el que presenta nu-merosas mejoras respecto ala versión anterior. Por unaparte, gracias a una tecnolo-gía patentada (Streamline),los técnicos de producciónpueden elegir las trayectoriasde las herramientas a fin demejorar el estado de la su-
perficie o reducir el tiempo demecanizado según los casos.La simulación de fabricacióntambién ha sido objeto de me-joras importantes.
El punto principal de inte-rés está en la colaboración, esdecir, en que todos utilicen elmismo software, de modo quesea fácil seguir las modifica-ciones y tomar las decisionesque correspondan. Esto seilustra, entre otros, por la in-tegración de Simulink y deMetalab en el seno del módu-lo mecatrónico. Por primeravez está disponible la creaciónde bucles de regulación y desimulación en un software dediseño.
Otra de las innovaciones in-teresantes es la incorporacióndel modo Synchronous Tech-nology en el módulo de dibu-jo. Una vez activado, esta fun-ción autoriza un gran númerode modificaciones en una pie-za, sea cual sea el softwareutilizado en un principio.
Siemens PLM: concepción, cálculo yfabricación en un solo software
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Eventos
TIEMPO REAL
E l Hotel Sheraton SandKey de Clearwater (Flo-
rida) acogió, entre los días 6y 9 de abril, la edición de esteaño de la conferencia sobreautomatización y manufactu-ra en alimentación organizadapor la revista Food Enginee-ring Magazine. Asistieron másde 170 ingenieros, directoresde planta y otros profesiona-les. La sanidad, la seguridadalimentaria y la producciónsostenible fueron los temasestrella del encuentro.
Se hizo hincapié en la ne-cesidad de establecer nuevasdimensiones de medida parala calibración del funciona-miento general de la manu-factura en comidas y bebidas.Las tradicionales (rendimien-to total, efectividad general
del equipamiento, velocidadde línea, etc.) ya no son sufi-cientes, según Allen Merritt,vicepresidente de ciencia ytecnología de Gold Kist, yaque el procesamiento estáahora incorporado al nego-cio de la firma.
Richard Schumacher, di-rector de ingeniería de pro-cesamiento de ConAgra Inc.,añadió que para tener éxitoen la innovación, los arqui-tectos e ingenieros que dise-ñen las plantas deben estaren continuo contacto con lasección de I+D
Otros temas importantesfueron la preocupación por lafuga de cerebros y la necesi-dad de reducción de residuos,especialmente en envases.
Conferencia sobre Automatizacióny Fabricación en la industriaalimentaria
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• Acaba de firmarse un acuerdo entre el grupo Linde y Met-so Automation por el que la primera cede Mapag a la se-gunda. Es decir, que esta última se hace cargo de Mapag,especializada en la producción de válvulas de regulacióndestinadas especialmente a las industrias petroquímicas ydel gas.
• En los últimos años, la demanda de soluciones CPM(Collaborative Production Management) ha crecidonotablemente. De hecho, durante el pasado 2007 se ha ex-perimentado un crecimiento mayor que nunca en la de-manda internacional de este tipo de sistemas. En opiniónde Tom Fiske, autor de un estudio al respecto, son varioslos factores que han incidido en este crecimiento, incluyendoel buen clima económico, el cambio de sistemas corpora-tivos de negocio a sistemas de planta, la tendencia a unamayor integración y la interoperabilidad de sistemas, asícomo la necesidad de las empresas de mejorar la visibili-dad del funcionamiento de la planta en tiempo real.
B R E V E S
S e celebró en Barcelona lospasados días 20 a 22 de
mayo lo que hubiera sido ladécima edición del InternetGlobal Congress, ahora re-bautizado como Bdigital Glo-bal Congress. Este nombreprobablemente refleja mejorsus principales objetivos, quesiguen siendo los mismos des-de sus inicios: contribuir a de-sarrollar el sector TIC comomotor económico del país, fo-mentar el interés empresarialpara incorporar las tecnolo-gías digitales y difundir y pro-mover su uso en el ámbito so-cial.
El programa de conferen-cias acogió 5 sesiones plena-rias y 20 sesiones temáticas,además de una serie de acti-vidades complementarias.
Durante la sesión inaugu-ral, el presidente de la Fun-dació Barcelona Digital, An-toni Massanell, ya subrayó con
entusiasmo que en tecnolo-gía nos damos cuenta que enrealidad está todo por ha-cer, y eso es bueno.
Una intervención intere-sante fue la de Amparo Mora-leda, presidenta de IBM Es-paña, Portugal, Grecia, Israely Turquía, con el sugestivo tí-tulo de Competir, colaborar,cambiar. Tecnología y ta-lento en la nueva sociedadglobal, haciendo hincapié enlos retos a los que tienen queenfrentarse las empresas dehoy en día. Según Moraleda, lainnovación en los modelos denegocio se conforma como elelemento de ventaja competi-tiva con una mayor durabili-dad en el tiempo, mejor quelas innovaciones tradiciona-les. Este aspecto es básico enentornos permeables de ta-lento, donde realmente es eltalento el que elige dóndequiere estar.
La Web 3.0Otro conferenciante destaca-do fue Steve Bratt, consejerodelegado del Consorcio W3C,una institución de referenciaen el mundo de Internet quese esfuerza en desarrollar es-tándares abiertos y recomen-daciones. Expuso el estado dela cuestión respecto a la Web3.0, que centra su potencialen la capacidad de crear en-laces entre cualquier tipo dedatos, introducidos por cual-quiera, y la posibilidad de ac-ceder a ellos sin ningún tipo debarrera y desde un amplio es-pectro de dispositivos.
Si la Web 2.0 es la de los do-cumentos, la Web 3.0 es cla-ramente la web de los datos.Gracias a la también denomi-nada Web semántica, los da-tos son inteligentes y permi-ten la conexión a un mismonivel a usuarios, organizacio-nes o máquinas, pues el acce-so no tendrá límites de tiem-po, ubicación, persona odispositivo utilizado. Se po-drán combinar los datos sinnecesidad de efectuar modifi-caciones en los originales y lacomprobación de la consis-tencia de los mismos será mássencilla.
SupercomputaciónOtro tema interesante fue elde la supercomputación, tra-tado en su ponencia por Fran-cesc Subirada, Director Aso-ciado del BSC, centro quedispone de soluciones cerca-nas a los 100 TFLOPS de ca-pacidad de proceso (super-computador Mare Nostrum).
Estas máquinas ya no estánsólo reservadas a grandes em-presas multinacionales, sinoque a través del concepto uti-lity computing pueden co-mercializarse como un servi-cio independiente hacia untejido empresarial ampliado,donde se le abre la posibili-dad de generar oportunida-des únicas de innovación sinrequerir una gran inversión,ya sea simulando o modelan-
do en ámbitos como biomedi-cina, química, materiales, físi-ca, ingeniería, geología, as-tronomía o espacio, por citaralgunos ejemplos, tratandograndes volúmenes de datos.
Santiago Fernández co-mentó el proyecto de la nue-va generación de supercom-putador del BSN, con unacapacidad superior a 100 ve-ces la potencia de proceso ac-tual (10 PFLOS), y que se es-pera su disponibilidad para elaño 2010. El sistema se dise-ña en base a utilizar un eleva-do número de procesadoresde Sony, utilizados en su Plays-tation 3, un chip muy poten-te, con una cierta compleji-dad de programación, perocon un coste atractivo.
Uno de los proyectos queestán esperando la conclusióndel nuevo supercomputadores el denominado Kalidosco-pe, desarrollado por la em-presa Repsol-YPF y otrascompañías colaboradoras,para simular el subsuelo delGolfo de Méjico con el propó-sito de optimizar las opera-ciones de prospección de pe-tróleo en la zona. Estáubicación se caracteriza porla presencia de volúmenes ma-sivos de sal comparado conescenarios parecidos, y dondeotros modelos no obtienen re-sultados tan fiables. Para ello,ya se están elaborando multi-tud de algoritmos que se eje-cutarán en el nuevo hardwa-re del BSN.
X. A.
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Eventos
Bdigital Global Congreso
Un congreso con interesantes aportaciones
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Santiago Fernándezcomentó el proyectode la nuevageneración desupercomputador delBSN, con unacapacidad superior a100 veces la potenciade proceso actual (10PFLOS), y cuyadisponibilidad seespera para el año2010.
Seguridad
Con las soluciones integradas de control y seguridad de Honeywell, diversas re�nerías en el mundo han cumplido con las rigurosas normativas de seguridad, incrementando a su vez la seguridad global de su planta.
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seguridad de las personas, planta y activos. Pueden reducir
e incluso prevenir incidentes, y en el caso de que ocurra
el incidente, minimizar su impacto localizando a personas y activos, y asegurando una
parada de planta segura. Las soluciones de seguridad de Honeywell abarcan la seguridad
física, ciberseguridad, gestión de alarmas y sistemas de localización en tiempo real.
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puede visitar www.honeywell.com/ps/safety o www.honeywell.es
reuniones técnicas abiertas dela Sección Española de ISA,ambas sobre control batch ycentradas en aspectos relati-vos a la nueva norma ISA S-95y validación FDA. El ponentefue, en ambos casos, EduardoMárquez, de Asesa.
Cada jornada sirvió para re-pasar los aspectos básicos delas normas ISA S-88 y S-95,con una mayor incidencia so-bre ésta última dado que setrata de una norma más re-ciente y su contenido hace re-ferencia a la integración de lagestión y control de planta conla gestión y planificación dela empresa en su globalidad.
Respecto a la S-88, princi-palmente se insistió en la sig-nificación de los conceptos bá-sicos de la norma (comoempresa, fábrica, área, celdade proceso, unidad), cuyaacepción puede diferir de laque le asignemos intuitiva-mente.
Al hablar de la norma ISAS-95 se resaltó su ámbito deaplicación a partir de los mo-delos de flujos de información
y de actividades en el nivel 3(Manufacturing ExecutionSystems). También se preci-saron aspectos relativos a so-lapamientos entre ambas nor-mas, por ejemplo, receta defábrica incluye toda la infor-mación necesaria para pro-ducir un producto en la fábri-ca, y también incorporamateriales de entrada, tam-bién incluidos en el BOM (Billof Materials), y operacionesdel proceso, también inclui-das en el BOR (Bill of Re-sources).
Regulaciones FDAUna atención destacada me-recieron los aspectos relati-vos a la validación orientadosal cumplimiento de las regu-laciones FDA (Food andDrug Administration). Seaclararon conceptos y modosde cumplimiento sobre la re-gulación FDA relativa a laidentificación de los registroselectrónicos que garantizan lacalidad de los productos pro-ducidos (Electronic recordsand electronic signatures,CFR21 parte 11). Por ejemplo,qué significa que un software
sigue la CFR21 p11.En esta misma línea se co-
mentó la utilidad del segui-miento de las guías GAMP(Good Automated Manufac-turing Practice), promovi-das por la industria farma-céutica, para la validación desistemas de producción con-trolados por medios informá-ticos (computadores, autó-matas programables, etc.) yque suponen una interpreta-ción de la regulación CFR21-11 de la FDA, por lo que su se-guimiento equivale alcumplimiento de dicha regu-lación.
En líneas generales se ex-puso la estructura de la guíaGAMP4, haciendo referenciaa la nueva versión GAMP5, yse hizo una descripción de laestructuración de especifica-ciones (desde los requeri-mientos de usuario, siguiendocon las especificaciones fun-cionales y concretando final-mente las especificaciones dediseño).
Se mostró, asimismo, cómose utilizaba en esta fase de es-pecificación el análisis de ries-go, partiendo de la relación
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Eventos
Control batch-FDA, validacióny norma ISA S-95
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O rganizado por EIOM(Ente Italiano Orga-
nizzazione Mostre), los pró-ximos 21 al 23 de octubre secelebrará en Verona la confe-rencia internacional sobre apli-caciones verticales y solucio-nes de automatización,instrumentación y sensoresSAVE, organizada por dife-rentes organismos y asocia-ciones italianos, entre los quedestacan ANIPLA (Asocia-ción Nacional Italiana parala Automatización), PLC Fo-rum (Asociación Italianapara la Promoción de Auto-matización) y AIS/ISA (Aso-ciación Italiana Strumen-tisti y la ISA italiana), entreotras.
Además, destaca también
la colaboración en el evento dela Universidad de Brescia, cen-tro especializado en sensorescuyo profesor Alessandra Fla-mini será el encargado de im-partir la ponencia “Redes desensores inalámbricos”, asícomo la colaboración de laUniversidad Italiana LIUC deCastellanza, encargada de or-ganizar la conferencia sobreaplicaciones de los sistemasRFID, que impartirá el profe-sor Luca Mari.
Entre los temas a tratar enel congreso, cobran especialrelevancia las redes wirelesssensor, sector con un ampliocampo de aplicación, así comolos sensores e instrumentosinalámbricos para el controlde procesos.
Por su parte, la AIS, junto ala sección italiana de ISA, pre-sentarán un balance sobre eldesarrollo de normas y apli-caciones en sistemas de au-tomatización con el objetivode abrir el debate sobre losproblemas actuales de pro-yectos para la realización deaplicaciones de medida basa-das en la tecnología inalám-brica en las instalaciones in-dustriales, centrándose en lassoluciones aplicadas tanto porlos principales fabricantes deinstrumentación y automati-zación como por usuarios fi-nales y los beneficios obteni-dos al integrar esta tecnología.
Más información en:www.exposave.com
Redes wireless y RFID, en el congreso SAVE
entre las especificaciones fun-cionales y cada una de las es-pecificaciones de usuario, enprimer lugar, y luego de la re-lación entre las especificacio-nes de diseño y cada una delas especificaciones funciona-les, considerando los riesgospor causas técnicas, por cau-sas humanas y por causas me-dioambientales (incendio, hu-medad, etc.), valorando suprobabilidad y estableciendola prioridad de riesgo en cadacaso. Esta valoración del ries-go permite establecer qué es-pecificaciones deben modifi-carse para poder afrontar undiseño con unos niveles deriesgo acotados y aceptables.
La secuencia de especifica-ciones finaliza con el desarro-llo del sistema y luego, unavez desarrollado, se debe ini-ciar la secuencia de verifica-ción mediante los correspon-dientes protocolos decalificación, que nos han depermitir verificar gradual-mente los anteriores niveles deespecificaciones: calificaciónde la instalación (IQ), califi-cación de la operación (OQ) ycalificación de funcionamien-to (QP).
En el debate posterior tam-bién se hicieron diversas apor-taciones por parte de los asis-tentes sobre aspectos deaplicación y utilidad de am-bas normas ISA y de las guíasde validación.
En resumen, una actividadmuy interesante organizadapor la Sección Española deISA que se ofreció desintere-sadamente a los profesiona-les de control industrial deprocesos.
Jordi Ayza
La sección españolade la ISA celebró elpasado mes de mayodos reunionestécnicas centradas enaspectos relativos a lanueva norma ISA S-95y a la validación FDA.
Las soluciones de accionamiento directo de Omron, bien sea por medio de motor lineal LETLA o bien por medio de servomotor de ataque directo DIRECT DRIVE, proporcionan a su máquina tecnología de última generación suprimiendo de raíz todos los problemas relativos a la mecánica (elasticidades, holguras, etc…)
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De forma sencilla y sin mantenimiento, proporcionará a su máquina una flexibilidad imposible de lograr con los sistemas mecánicos tradicionales, teniendo como objetivo el tiempo “cero” de cambio de formato.
No sólo su departamento electrónico, sino sobre todo su departamento mecánico, se darán cuenta del ahorro de trabajo y la sencillez que suponen nuestros sistemas de accionamiento directo. Instalar en la bancada y funcionar.
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E n un auditorio de Caixa-Fórum al completo, el pa-
sado 22 de mayo tuvo lugaren Barcelona la edición 2008del Fórum Ascamm, encuen-tro anual donde se presentany debaten aspectos relaciona-dos con la innovación, sus re-tos, dificultades, beneficios yresultados, con un enfoquemultidisciplinar que incluyetanto la innovación tecnológi-ca como la de organización ode gestión.
La fórmula se repite en lassucesivas ediciones: varias em-presas presentan sus expe-riencias, que se complemen-tan con la perspectivaacadémica y de la Adminis-tración. Participaron en la edi-ción 2008 el diseñador y fa-bricante de moldes parasoplado técnico de plásticosABM Moldes; el fabricante decomponentes mecanizados decalidad en pequeño diámetroVilardell Purtí; la ingenieríaSener; y el fabricante de jo-yería y complementos Tous.
La visión académica la pro-porcionaron Alfons Sauquet yJordi Montaña, decano y di-rector de la cátedra de gestióndel diseño de Esade, respecti-vamente. La Administraciónestuvo representada por Ra-món Ollé, copresidente delComité Permanente de Ex-pertos del Pacto Nacional parala Investigación y la Innova-ción, Generalitat de Catalun-ya, que clausuró el evento.
Enfoque a mercadoUna característica común alas empresas innovadoras es elenfoque a mercado de la in-novación, con proyectos con-cretos y los correspondientesobjetivos, presupuesto, plazosy retorno de la inversión. Enpalabras de Albert Giralt, di-
rector general del Grupo Vi-lardell Purtí, hay que saberpor qué se toma un deter-minado camino. La inno-vación es siempre un ins-trumento, no un fin. VilardellPurtí, nacida hace 50 años enSampedor (Barcelona), tienecomo actividad principal el de-coletaje –conjunto de opera-ciones de mecanizado que per-miten fabricar piezas en seriea partir de tornos automáti-cos, mecánicos o de controlnumérico.
Parece que hayamos des-cubierto hace pocos años queinnovar es rentable, cuandolo cierto es que las empresaslo hemos venido haciendodesde siempre, proseguía Gi-ralt. En nuestra empresanunca hemos inventadonada, afirmó. Lo que sí he-mos hecho es aportar dife-rencias que han creado va-lor.
Tampoco todos los mo-mentos son igualmente bue-nos para iniciar un proyecto deinnovación. La estabilidad yla bonanza económica es elmomento adecuado paraaplicar un proyecto de in-novación, remarcó Giralt,para quien no vale el tendre-mos que innovar si quere-mos salir de ésta. La inno-
vación no es una salida a si-tuaciones de crisis.
Cuando únicamente eranuna empresa de subcontrata-ción, Vilardell Purtí centró lainnovación en proceso y, su-cesivamente, incorporó visiónartificial, salas blancas y tec-nología de limpieza técnica asus plantas. Giralt aprovechóla presentación para romperuna lanza a favor de la sub-contratación. Como expe-riencia es muy importante,enseña a enfocar los pro-yectos desde una perspecti-va global porque cada pro-yecto es una empresa ,enfatizó.
Respuesta a lasnecesidades del clienteCon este bagaje, VilardellPurtí creó un producto pro-pio en un sector nuevo paraellos, el médico. Advirtieronque numerosas aplicacionesmédicas requieren piezas dediámetros pequeños y fabri-cados a partir de un procesoinicial de decoletaje y crearonuna división médica para sa-tisfacer estas necesidades
emergentes de acuerdo conlos más elevados estándarestecnológicos y de calidad.
El aporte de valor se reco-noce, también en exterior. Jau-me Gumà, director general deABM Moldes (Cabrera, Bar-celona) explicó que su em-presa recibe invitaciones parapronunciar conferencias enferias y certámenes interna-cionales, también en EEUU.La obtención de resultados,el éxito, no depende tantodel sector o del tamaño de laempresa, sino de la actitudfrente a la innovación, co-mentaba en su presentación.Para Gumà, los moldistas so-mos innovadores natos, yaque innovamos en cada pro-yecto que empezamos. Quie-ro poner mi granito de are-na para acabar con un ciertocomplejo típicamente espa-ñol, el de ‘no nos van a ha-cer caso, fuera las cosas sehacen mejor, comentó. En loque a moldes y plásticos se re-fiere, para los americanos esimportante que el diseño pro-venga de Europa.
ABM Moldes diseña y fa-brica moldes para el sopladotécnico de plásticos, básica-mente para el sector del au-tomóvil. Destacan entre susproductos los moldes desti-nados a la fabricación de de-pósitos de líquido limpiapara-brisas, de líquido para limpiarlos faros, de salida de aire delmotor o tubos de aire acondi-cionado, entre otros, piezasque hasta hace poco se fabri-caban en aluminio y que, conel advenimiento de nuevosmateriales con mayor resis-tencia a la temperatura, ac-tualmente se fabrican en plás-tico. La empresa tienepartners internacionales paradar servicio al cliente pero enlo que se refiere a diseño y de-sarrollo de producto, nos hancondicionado para que seaen Barcelona, apuntó Gumà.
Centrarse en el cliente esel punto de partida del éxitode este moldista y por su-puesto, abrirse al exterior. EnABM seguimos haciendo lomismo, pero hemos cam-biado la manera de hacer-lo, apuntó Gumà. Hemos de-jado de fabricar moldes para
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Eventos
Fórum Ascamm 2008
Innovar para crear valor
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La necesidad de enfocar las propuestas de innovación como proyectos,con sus correspondientes presupuesto, plazos de ejecución y retorno de lainversión, y la propia concepción de la innovación como un medio y nuncacomo un fin, vendrían a resumir las conclusiones de la edición 2008 delFórum Ascamm, celebrada en Barcelona el pasado 22 de mayo. Y unúltimo apunte: la colaboración con universidades y centros tecnológicos, alargo plazo, funciona.
“La innovación no esuna salida asituaciones de crisis”.
pasar a ofrecer solucionesintegrales que proporcionanvalor a nuestros clientes, enun estar constantemente aler-ta respecto a las necesidadesdel cliente, para poderle apor-tar algo que le funcionara ynos proporcionara una di-ferenciación respecto a lacompetencia. Abrirse al ex-terior tampoco depende deltamaño de la empresa. Venderdebería ser siempre la pa-labra clave, remarcó Gumà,quien recomienda apoyarseen centros e instituciones parala apertura al exterior.
ABM tiene asimismo una pá-gina web con servicios online,otro punto acorde con el diná-mico perfil de la empresa. Esimportante reseñarlo, porqueen nuestro país todavía hacefalta recalcar que una adecua-da presencia en Internet esfundamental en muchos casos.Sin vender en Internet, enEstados Unidos no existes,remarcó Manglano.
Sin desfallecerAunque la salida al exteriorno siempre sale bien a la pri-mera y no por ello hay que de-sanimarse. Que se lo pregun-ten sino a la conocida empresade joyería y complementosTous, actualmente con tiendasen diversos países, entre ellosEEUU, pero que en el pasadotuvo que cerrar las tiendas eneste país y estar dos años sinpoder hacer nada, según ex-plicó su consejero delegado
José Luis Manglano, paraquien es básico pensar cómo,dónde y con quién actuaren el exterior.
Volviendo al tamaño. No hayque ser muy grande para in-novar ni tampoco para expor-tar, pero la actitud sigue sien-do fundamental en un caso yen otro. ABM Moldes no llegaa los 40 trabajadores pero enla empresa se utilizan 8 idio-mas, entre ellos el chino, tan-to para comprar como paravender.
No cabe duda que hay en-tornos que se prestan a la in-novación más que otros, y lacausa hay que buscarla en elenfoque hacia la innovación–o en la ausencia del mismo.Todos los participantes coin-cidían en que liderar la inno-vación es generar el entornoadecuado para que la innova-ción pueda tener lugar.
En Sener se promuevemucho la iniciativa y se exi-gen responsabilidades, ex-plicó Iñigo Gurrea, directordel Área Mecánica de la mayoringeniería privada multidisci-plinar de nuestro país. Enotras palabras, se tiene con-fianza en los colaboradores.
Gurrea expuso algunas delas claves de Sener en el pro-ceso de innovación: audacia:hay que atreverse –apuntó–,inspiración, transferenciade tecnología, mejora cons-tante de procesos y perseve-rancia. La perseverancia esfundamental, remarcó, ypuso como ejemplo su soft-ware CAD/CAM para diseñonaval Foram, un producto queno fue negocio durante mu-chos años y que en la actuali-dad es el principal producto dela división naval de Sener, conclientes de 26 países y el 25%del mercado mundial.
La importancia de lacolaboración En general, la colaboración esotra de las asignaturas pen-dientes en las empresas espa-ñolas. Colaboración con sociostecnológicos, colaboración enfabricación, colaboración conproveedores. Quien de verdadquiere innovar y vender en elexterior supera esta asignatu-ra, pero con todo, es impor-tante saber qué puede espe-rarse y qué no de los diferentestipos de colaboración.
La colaboración con uni-versidades y centros de tec-nología, por ejemplo. Todoslos participantes coincidieronen su importancia, y tambiénen el hecho de que hay que darun margen porque los resul-tados no son inmediatos.
Las colaboraciones con launiversidad a largo plazo
dan muy buenos resultados,apuntó Gurrea, de Sener. Launiversidad proporcionaformación específica y dealta tecnología, con una es-pecialización que no se en-cuentra en el mercado. Ytambién destacó que un pro-yecto acabado de calidad in-dustrial no es función de launiversidad.
Vilardell Purtí también co-labora con la universidad. Launiversidad ha sido capazde seguir el ritmo que le he-mos marcado, apuntó Giralt.
ABM Moldes colabora conAscamm, uno de los princi-pales centros tecnológicos deEspaña en el ámbito indus-trial, especialmente para laspymes. Ascamm nos ha ayu-dado en el desarrollo tecno-lógico, y también a venderinternacionalmente, afirmóGumà, y encareció a los pre-sentes a buscar apoyo en lasinstituciones para la exporta-ción, y también a acudir a lasferias internacionales. Toustiene asimismo socios tecno-lógicos en fabricación, asícomo colaboraciones con pro-veedores.
Ascamm, inversión de 40millones de euros enI+D+iEn el marco del encuentro seanunció que la Fundación As-camm invertirá un total de 40millones de euros en I+D+i alo largo de los próximos4 años, tal y como se contem-pla en su Plan Estratégico2008-2011. Se trata de la in-versión más importante enI+D+i desde la constituciónde la Fundación en el año1987.
Entre los objetivos priori-tarios de la inversión destacagenerar tecnología propia,conjuntamente con empresasde su entorno, para su co-rrespondiente aplicación endiversos sectores y ámbitosproductivos. El Plan Estraté-gico 2008-2011 contempla asi-mismo un incremento de laplantilla hasta las 250 perso-nas, lo que significa casi du-plicar la cifra actual de em-pleados.
Concepció Roca
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Eventos
TIEMPO REAL
“El éxito no dependetanto del sector o deltamaño de laempresa, sino de suactitud frente a lainnovación”.
Cataluña, inversiones privadas en I+D de 4.000 M€
a lo largo de los próximos cinco años
E n la sesión de clausura, el Fórum abordó la necesidad de situar las inversiones priva-das en I+D en Cataluña en 4.000 millones de euros a lo largo de los próximos cinco años,
en línea con lo contemplado en el Pacto Nacional para la Investigación y la Innovación (PNRI)impulsado por el Departamento de Innovación, Universidades y Empresa de la Generalitatde Catalunya, cuyas líneas maestras presentó Ramón Ollé, Copresidente del Comité Per-manente de Expertos que ha elaborado el documento de bases.
EL PNRI apunta asimismo unas inversiones en I+D por parte de la Generalitat de Cata-luña de 1.635 millones de euros hasta el 2013. Actualmente, la inversión pública y privadaen Cataluña en I+D se sitúa en el 1,42 % del PIB, porcentaje que, si bien se ha ido incre-mentando a lo largo de los últimos años, continua por debajo de la media de países de nues-tro entorno comunitario, que lo sitúan en el 1,84 %.
El Pacto Nacional para la Investigación y la Innovación tiene, precisamente, el objetivode generar una visión compartida a largo plazo, sobre los retos, estrategias principales y es-fuerzos en materia de I+D, así como facilitar una acción sinérgica, eficaz y eficiente de to-dos los agentes implicados.
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Eventos
TIEMPO REAL
1 al 5 EU PCTV Valenciaseptbre. Energía solar fotovoltáica
Feria de Valenciawww.photovoltaic-conference.com
2 al 5 Electronic India Bangalore (India)septbre. Electrónica
Bangalore International Exhibition Centerwww.messe-muenchen.de
9 al 13 AMB Stuttgartseptbre. Exposición internacional de mecanizado
de metalesMesse Stuttgartwww.messe-stuttgart.de/amb/Stuttgart
22 al 25 Motek Stuttgartseptbre. Automatización, producción electrónica y
24 al 26 Power Expo Zaragozaseptbre. Feria internacional de la energía eficiente
y sostenibleFeria de Zaragozawww.feriazaragoza.com
24 al 26 Exporecicla / Ecobuilding Zaragozaseptbre. Recuperación+Reciclaje / Construcción
EcológicaFeria de Zaragozawww.feriazaragoza.com
7 al 9 MiNaT / Semicon Stuttgartoctbre. Mecánica de precisión, micro y nano
tecnologías / SemiconductoresNew Trade Fair Centre Stuttgartwww.messe-stuttgart.de/minatwww.semiconeuropa.org
13 al 16 Electronic Asia 2008 Hong Kongoctbre. Electrónica
Hong Kong Convention & Exhibition Centerwww.messe-muenchen.de
14 al 16 Materialica Munichoctbre. Materiales, superficies y aplicaciones
New Munich Trade Fair Centrewww.messe-muenchen.de
20 al 24 Expoquimia/ Eurosurfas/ Barcelonaoctbre. Equiplast
Química / Superficies / PlásticoFira de Barcelonawww.expoquimia.com www.eurosurfas.comwww.equiplast.com
Día Feria Ciudad Día Curso Ciudad
1 y 2 Sistemas de Fire & Gas Madridjulio para plantas de proceso
IIRwww.iir.es
2 y 3 Eficiencia energética en Madridjulio instalaciones industriales
IIRwww.iir.es
2 y 3 MBA Mantenimiento Madridjulio Industrial
IIRwww.iir.es
2 y 3 Control y ahorro de costes Madridjulio en el departamento de IT
IIRwww.iir.es
2 y 3 SOA y Web services Madridjulio IIR
www.iir.es
4 Módulo de aplicaciones: Barcelonajulio posicionador de un eje,
sincronismosControl Techniqueswww.controltech.es
8 y 9 Implantación Madridjulio técnico-práctica
del Reglamento REACHy su integración GHSIIRwww.iir.es
9 y 10 Nuevas tecnologías y Segoviajulio ahorro energético en alumbrado
UPMMejora de la calidad del alumbrado e incremento del ahorro energético.www.upm.es/cursosverano
31 julio Sesión práctica de Las Rozas (Madrid)LabVIEWNational Instrumentswww.sine.ni.com
30 sept Instrumentación y control Barcelonaa 2 oct. de procesos
Tiempo Realwww.tiemporeal.es
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Mercados
TIEMPO REAL
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E l desarrollo económico delos países del Norte de
Asia es el trasfondo sobre elque se proyecta la dinamiza-ción de la demanda de senso-res tanto por parte de usuariosfinales, como la inducida porlas normativas medioambien-tales, de manera que de un mer-cado evaluado en 379,6 M$ en2005, las previsiones de la con-sultora Frost & Sullivanapuntan a un volumen de ne-gocio de 582,1 M$ en el año2012.
Para el periodo contempla-do por el informe de la citadaconsultora, se espera que elfoco más potente de deman-da provenga de industriascomo la del gas y petróleo, delas refinerías y las plantas quí-micas. De hecho, estos mer-
cados verticales están aco-metiendo proyectos de nuevaconstrucción de plantas en lasque la demanda de sensores eselevada.
Además, añade Frost & Su-llivan, la extensión de la con-ciencia respecto a los proble-mas medioambientales en laregión, que propicia el au-mento de la legislación en lamateria, es otro de los grandesfactores que contribuyen a im-pulsar la demanda de senso-res, sobre todo en el control de
la polución, para lo cual una delas vías más efectivas es la me-dición de parámetros como latemperatura, la presión, el ni-vel y el caudal. Con ello, las in-dustrias reducen las variacio-nes operativas, además deahorrar en el consumo deenergía.
La evolución de la tecnolo-gía es otro de los factores di-namizadores del mercado queseñala la consultora, ya queen algunos segmentos delmercado (sensores de ultra-
sonido, infrarrojos, caudal má-sico y desplazamiento positi-vo) los suministradores estántrabajando continuamente enla innovación de sus produc-tos. La aparición de los sen-sores inteligentes e inalám-bricos también ha supuestoun impacto muy positivo enla demanda de sensores en unamplio espectro de usuarios fi-nales.
Sin embargo, el aumento delos precios y el estrechamientodel mercado de reposición sonfactores que podrían afectarnegativamente al sector en unfuturo próximo. Algunas delas nuevas tecnologías aplica-das son muy caras y, por otraparte, en algunos segmentosdel mercado ya hay indicios desaturación. En cualquier caso,entre las bazas a jugar en el fu-turo inmediato por los sumi-nistradores, la diferenciacióndel producto es una de las fun-damentales a la hora de fide-lizar a sus clientes.
Crece la demanda de sensores en los países del Norte Asiático
Las normativas ambientales impulsanel mercado
Maquinaria de envase y embalaje
El envase de bebidas es elsegmento de mayor crecimiento
S egún las previsiones establecidas por la analista de mer-cado IMS Research, la región EMEA (Europa, África,
Oriente Medio) generará un volumen de negocio por la ventade maquinaria para envase y embalaje de 13.000 M€ en el ejer-cicio de 2012, mientras que el segmento de maquinaria paraenvase de bebidas será el que experimente el crecimiento másacelerado.
El segmento minorista de envase, que incluye los produc-tos de alimentación, las bebidas y los productos farmacéuti-cos, representa más de las tres cuartas partes del total del mer-cado de maquinaria para envase y embalaje en la región EMEA.La maquinaria para envase de bebidas suponía en el año 2007un volumen de negocio de 3.100 M€, cifra equivalente al 30%del total. Además, señala la citada consultora, este segmentose prevé que crezca a un ritmo mayor que el resto en los pró-ximos cinco años.
Por otro lado, la forma de los envases ha ido evolucionan-do, de las formas rectangulares hacia las circulares, que se adap-tan mejor a su manipulación, y los envases pueden ser fácil-mente revendidos. Además, los supermercados demandannuevos tipos de envase para diferenciarse de sus competido-res y para atraer la atención de los consumidores y mejorarsus ingresos. Asimismo, el consumo de cierto tipo de bebidastambién tiene un impacto sobre el sector fabricante de ma-quinaria de envase; así, por ejemplo, el consumo de agua en-vasada, zumos de frutas y bebidas sanas está creciendo a ra-zón del 8% anual.
u Las compañías eléctricas prevén invertir en el pre-sente ejercicio 418 M€ en Cataluña, según el plan de in-versiones de las distribuidoras eléctricas aprobado por la Di-rección General de Energía de la Generalitat de Cataluña.El 90% de las inversiones previstas corresponde a Fecsa-Endesa y representa un 5,5% más que la inversión realiza-da el año anterior.
u De acuerdo con los resultados del estudio de la es-cuela de negocios suiza IMD, la economía española pierdecompetitividad y se encuentra en el puesto número 33 enla lista de países del mundo, tres posiciones por debajo dela obtenida el año anterior. Según dicha escuela, la reformadel mercado de trabajo y del sistema educativo (formaciónprofesional) y mejorar la capacidad tecnológica son algunasde las vías de intervención para mejorar la competitividaden el futuro.
u Según la asociación europea de distribuidores y fa-bricantes de semiconductores, Dmass, la distribución decomponentes experimentó una fuerte reducción del 7,9%en sus ventas durante el primer trimestre de este año, lo quesignificó que el volumen de negocio total durante los tresprimeros meses de 2008 haya sido de 1.380 M€.
u La analista de mercado NanoMarkets prevé una ex-pansión de la demanda de placas fotovoltaicas orgánicas, demanera que para el año 2015 alcanzará un volumen de ne-gocio de 1.000 M$. De hecho, el año actual será el primeroen que este tipo de productos estará disponible comercial-mente, aunque su evolución en el mercado se verá benefi-ciada por las inversiones de capital riesgo e inversiones es-tratégicas, realizadas en el sector de las placas fotovoltaicasorgánicas a lo largo de estos años recientes.
La combinación de la creciente demanda de losusuarios finales, junto con las disposiciones enmateria medioambiental, están haciendo que elmercado de sensores experimente un fuertecrecimiento anual en los países del Norte deAsia, hasta alcanzar los 582,1 M$ en el año 2012.
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Renovarse o morir
La columna de Laura
Si alguno de ustedes visita Besançon esmuy posible que al descubrir que es españolalguien le comente que esta ciudad fue en untiempo española. Y es que Franche-Compte,cuya capital es Besançon, tiene mucha his-toria. En realidad, no fue hasta bien entradoel siglo XVII, exactamente en 1678, que la ciu-
dad y su comarca fueron integradas en el reino de Francia.Los habitantes de esta población parece que han tenido unfuerte instinto de independencia, de forma que después deinvasiones varias y de pertenecer al Sacro Imperio Germá-nico, lograron constituirse en Ciudad Imperial Libre y asísiguieron durante casi 400 años hasta que en 1668 acep-taron pasar a formar parte de la corona española. Es cier-to que su etapa española duró poco, no más de diez años,pero parece que ha quedado muy grabada en la memoriade sus habitantes.
Sirva esta pequeña incursión en la historia para referir-me a unos hechos mucho más recientes y en gran medidaejemplares. Se trata de cómo, cuando las circunstancias noson favorables, la imaginación y el buen hacer pueden seruna oportunidad para convertir una zona industrial clásicaen crisis en un centro tecnológico puntero.
A partir del siglo XVIII, dos eran las fuentes de riquezade Franche-Compte: la agricultura y la industria relojera,de modo que ésta última llegó a tener en esta región fran-cesa uno de los principales centros europeos. Los habitantesde Besançon y sus vecinos suizos eran especialistas en me-cánica de precisión y su know how les había convertido enlíderes casi exclusivos en la construcción de relojes me-cánicos. Pero los tiempos y las tecnologías cambian. En ladécada de los 60 aparecieron los relojes de cuarzo y ya noera necesario mucho del saber hacer de nuestros protago-nistas, de modo que empresas de otros países irrumpieronen el mercado de la relojería, bajaron los precios y en ladécada de los 70 se produjo una grave crisis en el sector.Había que buscar nuevos mercados o desaparecer.
Fueron tiempos difíciles en los que muchos talleres de-saparecieron pero otros muchos supieron reconvertirsepara aplicar su larga experiencia en la micromecánica deprecisión en el amplio mercado que esta tecnología teníaen otros muchos sectores al margen de la relojería. Y Be-sançon se convirtió en la capital de la microelectrónica fran-cesa y, en cierta medida, europea. Pero, como decíamos,los tiempos y las tecnologías cambian y es importante pre-pararse para el futuro. Ahora era la tecnología del silicio laque abría otro amplio campo de posibilidades y quien pri-mero llegara más facilidades tendría para ubicarse en el mer-cado. Es con esta perspectiva que se llegó a un amplio acuer-do entre las administraciones local y estatal para poner enmarcha el polo de innovación denominado Temis Innova-tion y en cuyo marco se fusionaron varios pequeños labo-ratorios para conseguir disponer de un importante centrode I+D en el campo no sólo de la microtecnología, sino tam-bién en el mucho más novedoso de la nanotecnología. En
este momento el nuevo polo está ya operativo desde 2005y ya están en marcha proyectos de ampliación. Hay ya em-presas tecnológicas en pleno funcionamiento y otras queestán en periodo de incubación para dar resultados en elfuturo.
Decíamos que la experiencia nos parece ejemplar por-que durante una visita reciente pudimos observar los bue-nos resultados que se están ya obteniendo y que consti-tuyen un muy buen ejemplo de cómo capital público yprivado pueden aportar una nueva vitalidad a una zona in-dustrial en peligro.
En el mundo en el que vivimos, sólo con la colaboraciónentre diversidad de entidades se logran los objetivos. Tam-bién en el caso del desarrollo de las tecnologías, que ya casisiempre han de abordarse de forma interdisciplinar, tal comolo ejemplifica perfectamente la nanotecnología, punto de con-fluencia de la mecánica, la electrónica y la tecnología delsilicio.
En Besançon, todas las fuerzas se han puesto en un ob-jetivo común, siendo muy conscientes que en el mundo dehoy los tres pilares del desarrollo están en la formación –elcomplejo incluye la única escuela de ingenieros con la es-pecialidad de microtecnologías que hay en Francia–, elI+D público y privado y las empresas. Los tres, dirigidos deforma especial a lo que era su inicial saber hacer, se inte-gran en esa casa de las microtécnicas que es el polo Te-mis Innovation.
No siempre se ha hecho así en nuestro país, donde zo-nas con amplia experiencia en una determinada tecnolo-gía o sector han tenido muy difícil reconversión hacia otroshorizontes, quizás porque en España tengamos poca ex-periencia en la buena colaboración entre ámbitos con in-tereses aparentemente encontrados o al menos distancia-dos. Hasta hace bien poco la universidad ha estado muyalejada de las empresas, pero es que también éstas se hanmostrado recelosas ante las posibles ayudas que podíaaportar la universidad. Tampoco la industria española hadedicado, en general, inversiones importantes en I+D y atodo ello quizás haya que añadir que también nos han fal-tado las compañías industriales multinacionales que son,sin duda, motores del desarrollo tecnológico de un país. Asílo pudimos comprobar en nuestra visita a Besançon, don-de la mayoría de proyectos de las industrias de reciente cre-ación y del propio centro de I+D eran encargos de los dosgrandes grupos automovilísticos franceses o para el cen-tro aeroespacial de Toulouse.
En todo caso, ejemplos como el de Besançon sirven paraconstatar que la inversión pública, cuando se dirige ade-cuadamente y en colaboración con la privada, puede con-seguir grandes resultados.
Laura TremosaCoordinadora del Consejo de Redacción
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Fondos de inversión en patentesUna oportunidad para aumentar la liquidez de lapropiedad intelectual y los frutos del I+D
Según aparece en un informe recien-te de Credit Suisse First Boston, los acti-vos intangibles tienden a incrementar su im-
portancia respecto a los tangibles en el balance de unacompañía con el transcurso del tiempo. En el informe serevelaba que las 500 compañías de mayor tamaño en EEUUtenían sólo el 25% de su capitalización en el mercado enforma de activos tangibles.
De hecho, el fondo de comercio es una parte importanteen el valor de muchas compañías y, concretamente, lasmarcas y el saber hacer acumulan una buena cantidad deriqueza en este apartado. Además, también están las pa-tentes, las cuales pueden ser muy valiosas y deberían con-tribuir a preservar parte del capital intelectual de la com-pañía en el presente y su futuro.
Últimamente, las patentes han reclamado mi atención.La Organización de la Propiedad Intelectual Mundial es-tima que unas 156.100 peticiones de patentes fueron re-gistradas bajo el denominado Tratado de Cooperación enel año 2007.
Si se analiza el origen da las mismas por país, nos en-contramos que Israel, Suiza, Finlandia y Suecia fueron losque generaron más patentes en relación a su tamaño dePIB. Le seguían Corea del Sur, Japón, Alemania y Holan-da, justo por encima de la media mundial de 3 patentespor 1.000 M$ de PIB. España no figura en esta parte dela lista.
Este indicador de patentes/PIB puede presuponer unaestimación orientativa de la habilidad de un país para ge-nerar ideas, con las debidas reservas, ya que la utilidadde cada patente puede variar sustancialmente.
Si nos fijamos en la cantidad total de ellas, EEUU al-canza la tercera parte del número absoluto de patentesa nivel mundial, aunque cuando se tiene en cuenta su PIB,se percibe como una contribución más modesta.
Algunos estudios muestran que en el año 1990 el vo-lumen económico generado por licencias sobre patentesa nivel mundial fue de 10.000 M$, mientras que en el año2000 fue de 100.000 M$, estimándose que en el 2010 sealcancen los 500.000 M$.
A pesar de la importancia que parecen cobrar estos ac-tivos intangibles, sorprende que su comercio está toda-vía en una fase relativamente poco desarrollada y trans-parente.
La firma alemana IPB es una consultora en Europa paraservicios relacionados con la propiedad intelectual. La pe-
culiaridad de esta empresa es que diseñó un fondo de in-versión en valor de patentes, el cual fue emitido por unainstitución bancaria en su día. Para conseguir integrar ac-tivos en el fondo, IPB se ocupa de seleccionar las patentes,intentando comprar los derechos de las que resultan in-teresantes u obtener una licencia exclusiva de su explo-tación.
La clave del negocio está en separar el grano de la paja,por lo que se ejecuta un proceso de evaluación y selec-ción que consiste básicamente en los siguientes pasos:validación cuantitativa, auditoría cualitativa, análisis deposible realización y, finalmente, la compra o licencia dela patente.
Para la valoración cuantitativa se utiliza un modelo dela propia IPB, con base teórica en un desarrollo de refe-rencia realizado por Harhoff y Reitzig. En esta fase preli-minar se determina qué patentes o portafolio de paten-tes puede resultar más eficiente para la cartera, de formaque la experiencia muestra que tan sólo alrededor de un10% consigue superar esta primera criba con éxito.
Las fuentes para obtener las patentes provienen del re-gistro de patentes o de las propias empresas. Aunque mu-chas patentes no están disponibles para este mercado,otras se encuentran en los archivos de las compañías ala espera de un canal adecuado para poderlas capitali-zar, o quizá, ni siquiera eso. Otras fuentes de obtenciónpueden ser instituciones de I+D, empresas insolventes oreestructuraciones corporativas llevadas a cabo.
El fondo paga las licencias y comercializa a través deroyalties la utilización de las mismas a terceros. Habi-tualmente, se establece una negociación con el propie-tario de la patente, de forma que se acuerdan los térmi-nos de la operación. Un 50% del futuro beneficio entreel propietario y los inversores suele ser un término bas-tante aceptado, según IPB.
A cambio, el fondo busca a los inversores, se encargade litigar contra posibles infractores o copias ilegalesque puedan aflorar, haciéndose cargo de los costes de-rivados de estos procesos, si bien hay un amplio espec-tro de casuística posible.
IPB comenzó con un fondo de patentes en el año 2005,que se completó con una capitalización de cerca de25 M€, para que en el año 2007 se repitiese la experienciacon otro de 32 M€ y, finalmente, la compañía ha lanza-do un tercer fondo, que se encuentra actualmente en fasede selección de portafolios de patentes y que espera ce-
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rrarse en el cuarto trimestre de este año.Pero, ¿por qué estoy comentando todo esto? La idea de
un fondo de estas características puede resultar atracti-va en el entorno industrial que nos ocupa. Por un lado,por supuesto, está el inversor que desea diversificar elriesgo, incorporando un producto financiero poco corre-lacionado con, por ejemplo, la bolsa o al mercado de bo-nos. Por el otro, se encuentran las personas físicas o ju-rídicas que puedan beneficiarse del mismo. La idea puederesultar interesante, no sólo para compañías, sino paraentidades de I+D o universidades, pues les da acceso acomercializar el producto derivado de su esfuerzo de unaforma más ágil, evitando que se desaprovechen algunosde sus recursos y maximizando la explotación de su co-nocimiento.
Uno de los inconvenientes que puede tener este mer-cado es quizá su relativa falta de transparencia, por lo me-nos de momento. Precisamente, éste es un punto que pue-de mejorar en el futuro, a medida que se desarrolle másel mercado de la propiedad intelectual.
Si queremos potenciar la innovación y el I+D en nues-
tro país, hay que actuar en muchos y variados frentes (po-lítico, financiero, empresarial, cultural, etc.). Lo cierto esque no hay una solución única para esta cuestión. Quizáel caso de la energía pueda servir de analogía: no hay unasolución o mix único para todos los casos, sino que hayque acudir a distintas fuentes de generación para buscaruna oferta óptima para cada caso o circunstancia. Eneste sentido, la idea de la existencia de este fondo mehace reflexionar, desde esta tribuna que me confiere AeI,que aumentar la liquidez y la transparencia del mercadode la propiedad intelectual, podrá contribuir en mayor omenor manera a potenciar la innovación, algo vital parael aumento de nuestra competitividad. Este fondo, o algoparecido, quizá pueda ser un instrumento más a tener encuenta en un futuro para el continuo debate de cómo in-novar más.
Xavier AlcoberMiembro del Consejo de Redacción
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Jean Aley, director comercial para España y Portugal para Automatización y SoftwareProficy de GE Fanuc
“Lo importante con el software esproteger la inversión actual y la futura”
G E Fanuc es unajoint venture conya más de 20 años
de vida y que precisa depoca presentación. Con suscontroles numéricos o, pos-teriormente, con sus pla-taformas inteligentes, seconstituyeron muy prontoen auténticos líderes en elmundo de la automatiza-ción de máquinas. Pero 20años es un largo plazo en laacelerada evolución de latecnología que se ha pro-ducido a lo largo de estasdos décadas. Ya no se tra-ta sólo de ofrecer equipos,sino soluciones más globa-les, y GE Fanuc, siguien-do el signo de los tiempos,se ha ubicado en los pri-meros lugares de las empresas in-ternacionales que ofrecen solucio-nes para prácticamente todos lossectores industriales.
Al hablar de soluciones hemos dehacer referencia hoy, obviamente,no sólo al hardware, sino también aimportantes desarrollos de software,unos propios y otros incorporados através de adquisiciones, tal como espráctica habitual en estos grandesgrupos dedicados a la automatiza-ción.
Jean Aley, con quien comentamosel actual desarrollo de su empresa, esun ingeniero industrial francés cuyavida profesional ha transcurrido to-talmente en el seno de GE Fanuc,iniciándola en su división de pro-yectos en Frankfurt y posteriormenteen la dirección técnica de GE Fran-cia, para pasar luego a nuestro paíscomo director comercial para Espa-
ña y Portugal para los productos y so-luciones de automatización y soft-ware Proficy.
GE Fanuc está estructurado ba-sándose en cuatro áreas: automa-tización, Software Proficy, siste-mas embedded y CNC, señala Aley,y asegura a continuación que, en con-junto ha experimentado impor-tantes crecimientos anuales en losúltimos cinco años. En el caso delos sistemas embedded, a pesar deque a nivel de tecnología está cadavez más integrado con la auto-matización, comercialmente, demomento, lo mantenemos separa-do. Se trata de un mercado muyfragmentado en el que estamos cre-ciendo mucho, puntualiza.
La importancia del softwareEn realidad, el desarrollo de softwa-re no es nada nuevo en GE Fanuc,
el scada Cimplicity, nosrecuerda Aley, nació enla era del sistema ope-rativo VMS, pasandoluego a Unix y final-mente a Windows, lo queimplica prácticamenteunos veinte años de viday añade que en su estra-tegia de desarrollo de soft-ware la opción estratégi-ca de la empresa ha sidosiempre la compatibilidad,esto puede ser un lastrea nivel I+D, ya que el de-sarrollo es más lento ycostoso, pero es clavepara fidelizar al cliente.Así, por ejemplo, el di-seño de Cimplicity eraun diseño distribuido,de modo que pudimos
pasar de Unix a Windows sin te-ner que escribir ninguna línea decódigo.
Su decidida opción por la compa-tibilidad se ha hecho bien evidentecon el lanzamiento de la última ver-sión de iFix –el scada de Intellution,empresa que hace unos cinco añosfue adquirida por GE Fanuc– que yaes compatible con Fix 32, cosa queno era así en anteriores versionesporque Intellution no había tenidoen cuenta tan importante aspecto.Y así procedimos también cuandoadquirimos Mountain Systems,añade Aley.
Del control distribuido a lagestión de la producciónLa vocación por la automatizaciónindustrial está en el origen de GEFanuc y la evolución de su ofertaha corrido caminos paralelos a la de
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“Lo importante, y es nuestro caso,es disponer de una plataforma realmente
modular e integrable con lainfraestructura existente.”
la tecnología, tanto en el hardwarecomo en el software. En el primero,a los autómatas programables hanañadido hace ya tiempo sus sistemasPAC y en el campo del software, so-bre sus scadas Cimplicity y Fix pre-sentaron el pasado año su ProficyProcess Systems, un sistema de con-trol distribuido basado en los citadoscontroladores PAC Systems. Poste-riormente le hemos incorporadouna capa MES, gracias a la ad-quisición de Mountain Systems,consolidándolo todo en una pla-taforma de modelo de planta, co-menta Jean Aley.
De este modo, GE Fanuc se in-troduce también en la gestión de laproducción, que, a su vez, es inte-grable con el sistema ERP de gestiónde la empresa, viniendo a ofrecer alas empresas herramientas muy es-timables no sólo para mejorar su pro-ductividad, sino también como ines-timable ayuda para la toma dedecisiones en tiempo real, la mejoracontinua de los procesos y la decisiónpara futuras inversiones.
El mercado de la gestión de laproducción es un mercado menosmaduro que el de la automatiza-ción –comenta Jean Aley– y aunqueel retorno de la inversión puede sermuy rápido, en muchas ocasionesno es tan fácil que el director ge-neral de la empresa lo entienda. Detodos modos, estoy convencido deque cada vez más se incrementa-rá este mercado.
Respecto a las posibles ventajas desu oferta frente a otras presentes enel mercado, nuestro interlocutor afir-ma que aunque en apariencia mu-chas soluciones pueden parecer si-milares, en realidad no lo son; elproblema del software es que lobueno no se ve. Nuestro productopresenta una auténtica modula-ridad. Lo importante, y es nuestrocaso, es disponer de un modelo dedatos de planta que sea integrabley luego puedan irse incorporandomódulos. Esto no ocurre con mu-chas suites de productos que hayen el mercado que luego resultan
difícilmente integrables unos conotros. El ideal es que el cliente ten-ga un plan de integración del MESy al principio puede empezar conun módulo Eficiency para ir lue-go incorporando otros si detecta sunecesidad.
Las empresas que han tenido unarespuesta más rápida ante las posi-bilidades que les ofrece un sistemade gestión de la producción como elque nos ocupa han sido las del sec-tor del automóvil, cosa que ocurriótambién en el caso de la automati-zación; sin embargo, según Aley, esprecisamente en empresas de pro-ceso donde se sacan rendimientosmás espectaculares, ya que han es-tado menos presionadas por la ne-cesidad de disminución de costes.
El tema del paybackHablando de los periodos de retornode la inversión en el caso de un sis-tema de gestión de la producción,Jean Aley comenta que tiene notablesdiferencias con el caso de imple-mentar un sistema de automatiza-ción. En éste último, el ahorro esmuy automático y puede calcularsedespués de un periodo corto de suimplementación, sin embargo, en elde un sistema de gestión de produc-ción, las ventajas que aporta van cre-ciendo con el tiempo, si tenemos unmodelo de datos integrado y el mó-dulo de Eficiency, puede apareceruna alarma de calidad e incorpo-rando el módulo de Quality pue-de detectarse rápidamente el de-fecto y quizás introduciendopequeñas mejoras en la máquinao en el sistema, se resolverá unproblema que de otro modo habríasido de difícil solución, pero esque si además se dispone del mó-dulo de trazabilidad, podrá en-
contrarse casi inmediatamente siel origen del problema está en undeterminado suministrador exte-rior. Nosotros consideramos comopunto de partida periodos de re-torno de un año, pero la gananciapara el usuario en este caso es in-cremental; en ocasiones, prácti-camente sin inversión puedeaumentar notablemente su pro-ductividad. Es decir, que con nues-tro producto las ventajas crecen amedida que se van incorporandonuevos módulos.
La exigencia legislativa de la tra-zabilidad de los productos de deter-minados sectores, farmacia, por ejem-plo, es, sin duda, un incentivo paraque dichas empresas implementensistemas como el que nos ocupa yesto puede potenciar este mercado,porque, además, las empresas unavez comprobadas las prestacionesque les aporta el sistema, puedenoptar por aplicarlo en otros casos apesar de que la legislación no se loexija, tal como nos comenta Aley queocurrió con un cliente suyo que des-pués de verse obligado a implemen-tar la trazabilidad en una de sus líneasde producción y comprobar las ven-tajas obtenidas, ha decidido imple-mentarlo en otras en las que no es-taba obligado.
En todo caso, lo importante parauna empresa debe ser que no se hi-poteque el futuro y que la inver-sión, sea ésta la que sea, luego pue-da ampliarse sin problemascuando se considere necesario,concluye nuestro interlocutor.
El asesoramiento másnecesario que nuncaEn realidad, tal como afirma Aley,todas las empresas son conscientesde la necesidad de una gestión rigu-rosa de la producción, el problema esque no saben por dónde empezar,por tanto, se hace necesario un im-portante trabajo de consultoría queayude a hacer un análisis previo conel que se detecten las prioridades, ya partir de ellas es como puede rea-lizarse un plan de implementación, si
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“A partir de un buen análisispuede decidirse la inversión,teniendo en cuenta que hayfuncionalidades que aportan
un mayor valor añadido yotras menos.”
esto se hace bien, se des-cubre que la implanta-ción puede ser bastantesimple, incorporandoademás el know how dela empresa. Tenemos pro-yectos que se han puestoen marcha en poco másde seis meses.
Por otra parte, es ciertoque cada sector industrialtiene sus especificidades yque al abordar un proyec-to es bueno conocerlas. Espor ello que GE Fanuc hacreado un departamentoglobal que reúne conoci-mientos y experiencias de diversossectores y que las puede transmitircuando una de sus sedes se enfren-ta a un proyecto concreto.
El mercado españolGE Fanuc ha tenido tradicional-mente un gran mercado en la indus-tria automovilística –Cimplicity fuedesarrollado pensando especialmenteen este sector– pero más adelante y,especialmente después de la adqui-sición de Intellution, ha tenido tam-bién una gran presencia en la indus-tria farmacéutica, alimentaria,bebidas, etc.
En realidad, sus soluciones sonaplicables en prácticamente todoslos sectores industriales, así comoen las plantas de tratamientos deagua, tratamiento de deshechos, etc.Precisamente para completar su ofer-ta para las industrias de proceso aca-ba de adquirir la línea de productosMost de MTL Instruments con el finde disponer de controladores re-dundantes y E/S intrínsecamente se-guras. Prácticamente todos los sec-tores son nuestros potencialesclientes, porque nuestras solucio-nes son horizontales, afirma Aley yañade: nuestra estrategia es tenerun portafolio lo más completo po-sible. Una de las grandes ventajasde nuestra oferta en el campo delsoftware es que ofrecemos solu-ciones modulares y escalables, demodo que el cliente puede optar
por la solución a un problema con-creto y luego, si lo desea, ampliarcon otras funcionalidades, por tan-to, dependiendo del segmento deque se trate, nos encontramos conunas u otras empresas competi-doras.
Refiriéndose concretamente almercado de los sistemas de gestiónde la producción, comenta que enEspaña puede resultar algo más di-fícil su introducción porque, en ge-neral, se trata de empresas medianas,con un máximo de 3 o 4 plantas, y portanto no tienen el mismo presupuestoque puede tener un gran grupo. Eneste caso, es más necesaria quenunca la labor de asesoramientoy a partir de un buen análisis pue-de decidirse la inversión, tenien-do en cuenta que hay funcionali-dades que aportan un mayor valorañadido y otras menos. Por otraparte, en este caso también es im-portante la confianza que puededespertar en un determinadocliente el poderle mostrar una baseinstalada con casos similares alsuyo en los que pueda comprobarlas ventajas que ha aportado elsistema y los periodos de retornode la inversión que se han conse-guido, pero, en definitiva, el temade la inversión es muy relativo,porque puede empezarse con re-lativamente poco y luego puedeampliarse, ésta es una de nues-tras ventajas competitivas, el usua-
rio nunca hipoteca suinversión.
Como en tantos otroscasos, un aspecto impor-tante es que el usuario fi-nal se implique realmenteen el proyecto y esto tam-bién puede ser más difícilen el caso de empresaspequeñas o medianas,porque es probable queno exista la persona quepueda dedicarle todo eltiempo necesario. De to-dos modos, esto dependetambién de la cultura decada empresa; unas es-
tán más proclives ante los nuevoy otras menos. En España hemosencontrado empresas muy abier-tas a lo nuevo y muy dinámicasante la transformación de sus for-mas de trabajar, comenta Aley, ade-más se hace referencia también a lasdificultades que tienen algunos res-ponsables convencidos de las venta-jas que puede aportar el sistema peroque les resulta difícil transmitirlo a sudirector general, precisamente poresto en los trabajos de asesoría yanálisis hacemos especial inci-dencia en el payback y en las ven-tajas cuantificables que el sistemapuede aportar; el director generales lo que más entiende.
En todo caso, el director comercialpara automatización de GE Fanucpara España y Portugal se muestraoptimista respecto a las ventas ennuestro país de sistemas de auto-matización pero, muy especialmen-te, de los de la gestión de la produc-ción, ya que el mercado está cadavez más receptivo y convencido de sunecesidad. La verdad es que JeanAley es un buen comunicador y, comotécnico que es, además de su cono-cimiento sobre el tema expone conclaridad y convencimiento las ven-tajas que su sistema aporta, de modoque puede transmitirlas a quienespuedan ser sus potenciales clientes.
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Finalmente, las botone-ras remotas XP permitenponer un conjunto de boto-nes independientes conec-tados con la CPU median-te el X2X y se gestionan anivel de software como unmódulo más de E/S.
Sistema X20El sistema X20 es una bue-na plataforma para resolvertareas de automatizacióncomplejas. Es simple e in-tuitivo y no requiere cono-cimientos particulares parasu instalación. La modula-ridad que permite dividirlos módulos en 3 partes
proporciona ventajas con-siderables para la máqui-na y para los montadores.El precableado a través determinales de quita y pon,la facilidad de sustituir mó-dulos averiados sin necesi-dad de parar la máquina yla posibilidad de añadir po-sibles ampliaciones son al-gunos ejemplos.
Con este nuevo sistemaes posible instalar 12 ca-nales en un ancho de ape-nas 12,5 mm, lo que secombina además con unosterminales especialmenteergonómicos. De estemodo, el sistema X20 ofre-ce un 50% más de canalesque un sistema convencio-nal sin sacrificar termina-les.
Todos los módulos se co-nectan a un único back-plane (X2X Link). Conec-tados a éste, los módulosX20, X67, XV o XP puedenser instalados a una distan-cia de hasta 100 metros delcuadro eléctrico. X2X Linkgarantiza la inmunidad ainterferencias externas gra-cias a una transmisión ba-sada en par trenzado.
Profibus DP, EthernetPowerlink, CANopen, De-viceNet, CANIO, Ethernet/IP, Profinet y Modbus/IP:cabeceras en formatoX200X67 permiten a lossistemas X20, X67, XV yXP ser utilizados como es-tándar de E/S para todoslos sistemas de bus de cam-
Conectar y configurar
Sistema de control y de E/S inteligente
Abiertos, flexibles ymodulares, losdispositivos de B&Rproporcionan lassoluciones apropiadaspara cada tipo deaplicación enautomatización ycombinan todas lasnecesidades yexigencias en un solosistema de E/S.
po, haciéndose compatiblecon cualquier PLC del mer-cado.
Los controladores delbus mantienen la filosofíamodular y fácil de cablearusada por los módulos deE/S de B&R. Formados porun módulo estándar debase para formar el back-plane, por un módulo dealimentación para el siste-ma y el interface del busde campo, estos controla-dores de bus son muy fle-xibles, es decir, el backpla-ne de E/S puede serpreinstalado, mientras queel controlador del bus pue-de ser elegido posterior-mente durante la puestaen marcha en función delas exigencias de la máqui-na.
En el diseño de los siste-mas X20 se ha tenido encuenta también la seguri-dad integrada. Backplanesdescentralizados, módulosde bus y controladores delbus cumplen con las espe-
cificaciones de EthernetPowerlink Safety.
Sistema X67En los casos en que no que-da espacio disponible en elcuadro eléctrico, el sistemaX67 puede ser instalado di-rectamente en la máquinay trabajar en las condicio-nes más exigentes. Para to-dos los buses de campo es-tándar está disponible uncontrolador del bus conprotección IP67. Los nú-meros de nodo son configu-rables gracias a selectoresde fácil acceso.
El hecho de montar losmódulos de E/S directa-mente en una máquina de
producción conlleva queestarán expuestos a lascondiciones más duras detrabajo. El sistema X67 estáequipado para un funcio-namiento óptimo, pues losmódulos se encuentrancompletamente sellados yequipados con conectoresM8 y M12 de eficacia pro-bada. Cumplen con los es-tándares que marcan lasnormativas de protecciónelectromagnética más exi-gentes: la conexión direc-ta de la malla de los cablescon la placa metálica en laparte trasera del móduloes un buen ejemplo de ello.El sistema X67 combinauna estructura muy com-pacta con unos conectoresmuy ergonómicos. Todoslos elementos de conexiónson fácilmente accesibles,incluso cuando todos losdemás cables han sido yaconectados. A pesar deello, los módulos estándarapenas tienen el tamaño deuna tarjeta de crédito.
Sistema XVCon el sistema XV, puedenser conectados fácilmentey de manera económica.
distintos tipos de válvulas,de manera que se puedenconectar dispositivos es-tándar con conectores mul-ti-pin en lugar de múltiplesde válvulas con conectoresde bus de campo que resul-tan muy caros.
Todos los múltiples deválvulas siempre se inte-gran del mismo modo. Poresta razón, si se cambia defabricante no serán necesa-rios cambios en el softwa-re o en los esquemas eléc-tricos de la máquina.
El módulo XV se conec-ta directamente al conjun-to de válvulas. La conexióncon el controlador se rea-liza por medio de la cone-xión integrada en el back-plane descentralizado.Toda la electrónica nece-saria para controlar las vál-vulas se encuentra dentrode un conector de 25-pi-nes DSUB, que se conectadirectamente al conjuntode válvulas. El sistema XVes compatible con los fa-bricantes más importantes,tales como Bürkert, Festo,MetalWork, Norgren, Rex-roth y SMC, entre otros.
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Productos
SELECCIÓN DEL MES
n AeI
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SELECCIÓN DEL MES
E l nuevo paquete desoftware industrial
Proficy Workflow de GEFanuc Intelligent Plat-forms está orientado a en-lazar de forma óptima lagestión de procesos del ne-gocio con los niveles infe-riores de la planta.
Básicamente, se estimu-lan tres iniciativas clave:integración, digitalizacióny simplificación. La inte-gración se consigue a tra-vés de la coordinación deprocesos en toda la empre-sa, y la digitalización, me-diante la gestión de proce-sos electrónicamente.Finalmente, la transparen-cia y la simplificación sonnecesarias para definir unmarco de mejora de pro-cesos para la transforma-ción del negocio.
Se estima que el tiempoconsumido en transaccio-nes internas puede redu-cirse en un 50%, aceleran-do las acciones ydisminuyendo el coste to-tal de la propiedad.
El sistema que nos ocu-pa combina procesos detrabajos manuales y auto-matizados. Es importantedestacar que no se necesi-tan especialistas en progra-mación. El software permi-te personalizar la aplicacióncon relativa facilidad, bene-ficiándose de la posible uti-lización de librerías y acti-vidades ya existentes ofuturas provenientes decompañías externas que
colaboran a través de laWindows Foundation en lacreación de una mayoroferta de programas. Ade-más, es compatible con dis-tintos estándares talescomo el BPL o el S95.
El Workflow integra undiagrama de flujo de pro-ducción y lo digitaliza, vin-culando los materiales,equipos, sistemas y perso-nas que participan en todoel proceso de trabajo. A di-ferencia de la Gestión de
Procesos a nivel de Nego-cio (BPM), que trabaja enbase a horas y días, el flu-jo de trabajo industrialWorkflow funciona en unaventana de tiempo de se-gundos.
Estos flujos comprendentareas básicas, como pedira un operario que controlelos niveles de depósitoscada hora, administrar todoun proceso productivo oinstrumentar transforma-ciones de datos entre los
sistemas ERP y MES. Elsistema de flujo y sus infor-mes pueden tener distin-tos usuarios: operadores,técnicos de calidad, perso-nal de mantenimiento, su-pervisores de operaciones,ingenieros de proceso, etc.
Es muy útil para efectuardistintas digitalizaciones defunciones tales como: ta-reas relacionadas con lasbuenas prácticas de fabri-cación (GMP); procedi-mientos operativos están-dar (SOP) e instruccionesde trabajo; procedimientosde monitorización de aná-lisis de peligros y puntoscríticos de control(HACCP); medidas correc-tivas; respuesta a alarmasy eventos; verificación deerrores en ensamblaje ma-nual; gestión de tareas deplanta, asistencia en latoma de decisiones; confi-guración de líneas de pro-ducción, células de traba-jo y máquinas.
Por último, el Workflowañade valor a los sistemasERP, MES y HMI existentesen la organización.
X. A.
Añadiendo valor a MES y ERP
El Proficy Workflow digitaliza los procesosde trabajo para optimizar la producción
Junto con laplataforma deArquitectura Orientadaa Servicios (SOA),incluye desdeinstrucciones detrabajo yprocedimientosoperativos estándarhasta medidascorrectivas,monitorización deanálisis de riesgo yaspectos críticos decontrol.
Guía 2007Disponible la nueva edición, quepresenta un formato más ágil y manejable,así como una estructura de productosnotablemente renovada.
Automática eInstrumentaciónGUIAS
&DIRECTORIOS
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Productos
SELECCIÓN DEL MES
L a vida útil de los dis-positivos electrome-
cánicos disminuye drásti-camente cuando tienenque conmutar corrienteselevadas o cargas muy in-ductivas. Además, cuan-do la aplicación precisa detiempos de actuación rá-pidos o de ciclos de manio-bra elevados, los contacto-res convencionalessimplemente no dan latalla. Los contactores deestado sólido, sin embar-go, conmutan de forma rá-pida y precisa durantetoda su vida útil, que en unprincipio es ilimitada puesno existe desgaste mecá-nico ni eléctrico, y evitanal mismo tiempo la emi-sión de ruido e interferen-cias electromagnéticas.Por tanto, los contactoreselectrónicos no sólo co-nectan mejor, sino queademás son funcionalmen-te más fiables que los con-tactores electromecánicosconvencionales.
Entre las ventajas de loscontactores de estado só-lido electrónicos se en-cuentran, además, el he-cho de requerir una menorcorriente de conexión(control directo desde latarjeta de salidas del PLC)y protección integrada(protege la electrónica enel armario de conexión).
Un control de motoresideal debe ser robusto, du-radero y económico, debepresentar unas dimensio-nes mínimas y tiene queser fácil de instalar y re-querir poco mantenimien-to.
Los contactores conven-cionales no satisfacen lamayoría de estos requisi-
tos y los contactores de es-tado sólido también pre-sentan ciertas limitaciones.
El contactor inversorelectrónico Contactron 4en 1 desarrollado porPhoenix Contact incorpo-ra una innovadora y exclu-siva tecnología híbrida quecombina elementos elec-tromecánicos (contactos
de relés) con semiconduc-tores resistentes al desgas-te, consiguiendo así que lavida útil sea como mínimo10 veces mayor que la delcontactor electromecánicoconvencional.
El semiconductor es el
responsable del arranquey de la parada del motor,mientras que el contactode relé asume el trabajoentre el arranque y la para-da del motor, combinaciónque está coordinada por unmicrocontrolador. Estenuevo concepto de acopla-miento aúna los puntosfuertes de ambas tecnolo-gías de conexión y minimi-za con ello la potencia dedisipación. Mientras los se-miconductores resistentesal desgaste asumen los pro-cesos de conexión y desco-nexión, los contactos derelé soportan la corrientede larga duración generan-do una escasa potencia dedisipación. Con esta nuevatecnología ya no son preci-sos los disipadores de calor,principales responsablesdel mayor coste y espaciode los contactores de esta-do sólido.
75% de ahorro enespacio y cableadoGracias a estas ventajastécnicas es posible reuniren un dispositivo de sólo22,5 mm de ancho todaslas funciones de una ma-niobra típica de inversiónde giro de un motor: con-trol del motor, inversión dela dirección de giro, pro-tección del motor contrasobrecarga y funciones deseguridad integradas. Ade-más, se ahorra el 75% delespacio, así como el 75%del tiempo de cableado,
El equipo incorpora ade-más la protección térmicadel motor. Esta función lasupervisa el microcontrola-dor mediante la mediciónde la corriente en las fasesdel motor y su ajuste y ni-vel de protección es simi-lar a la del relé térmico con-vencional.
www.phoenixcontact.es
Controlar motores de forma más eficaz
Nueva generación de contactoresde estado sólido
El contactor inversor electrónico Contactron4 en 1 desarrollado por Phoenix Contactincorpora una innovadora y exclusiva tecnologíahíbrida que combina elementoselectromecánicos (contactos de relés) consemiconductores resistentes al desgaste.
La variedad de productos que exige el mercado obliga a adaptarcontinuamente los procedimientos de fabricación en la industria deprocesos. La afectación de estos cambios influye desde la entrada dematerias primas, pasando por los procesos batch, procesos continuos,envasado y controles de calidad, hasta llegar a la gestión energética. Laaplicación de estándares, y en especial la normativa ISA S88, en lossistemas de automatización y gestión de planta, proporciona destacadosbeneficios cuantitativos y cualitativos en los resultados de producción.
Automatización en la industriade proceso en base a ISA S88y otros estándares
A diferencia de hace unosaños, en la actualidad las ex-pectativas de los consumi-
dores han cambiado, exigiendo pro-ductos muy adaptados a susnecesidades y, por tanto, diferen-ciados de los tradicionalmente uti-lizados. Esta tendencia es especial-mente relevante en el mercado degran consumo (alimentación, bebi-das, cosmética, productos de lim-pieza, etc.).
El impacto de esta variación deconducta modifica la gestión y au-tomatización de las fábricas. Ahoraes obligado considerar cambios con-tinuos en los productos que generan,tanto por sus exigentes caracterís-ticas, amplia variedad, nivel de ca-lidad, diferentes formatos, tamañosde lote, distintas agrupaciones, eti-quetado en diferentes lenguas, etc.
Las grandes afectaciones en la fa-bricación se podrían resumir como:
• Variedad de producto: Nue-vos productos, mejora de los pro-ductos existentes y extensión degama de los mismos.
• Protección de la imagen demarca: A pesar del incremento envariedad de productos, es muy im-portante preservar la calidad obte-nida en cualquiera de ellos, permi-tiendo reforzar la imagen de marca
que los genera.• Legislación y normativas: Se-
rán de obligado cumplimiento lasnormativas propias de cada sectorindustrial. Son especialmente des-tacables los cambios producidos enel sector alimentario, donde existeuna nueva legislación europea res-pecto a la trazabilidad desde enerode 2005.
• Impacto de las grandes cade-nas de comercialización: Muchosde los productos se comercializan através de grandes superficies e im-portantes empresas de distribución.Las exigencias de calidad, adapta-ción de producto, disponibilidad,stocks y cambios de planificación,afectan de forma directa a cómo de-ben plantearse las operaciones de fa-bricación.
• Presión competitiva: A pesardel progresivo encarecimiento delas operaciones y componentes defabricación, el mercado exige pro-ductos cada vez más baratos. Debeconsiderarse el impacto en el costefinal del producto de cualquier mo-dificación a realizar, tanto en el pro-ducto como en el proceso de fabri-cación.
El reto que deben afrontar las fá-bricas no es pequeño, y el papel delos sistemas de automatización y
gestión son del todo relevantes parapoder competir en este entornocomplejo.
Situación actual de las fábricasde procesoLa industria de proceso se caracte-riza por disponer de fábricas con di-ferentes necesidades de automati-zación y gestión. Las principales son:
• Recepción de materias: Ges-tión de entrada de materiales a fá-brica, y procesos de preparación delos mismos antes de ser consumidos.No acostumbran a disponer de de-masiados mecanismos de automati-zación, aunque sí es habitual encon-trar herramientas de gestión dealmacenes para el control de estasmaterias.
• Procesos batch: Instalacionesde mezcla y tratamiento de produc-to en base a lotes del mismo. La au-tomatización está presente y de for-mas diferentes: desde sistemasbasados en PLC, sistemas scada ybatch, sistemas de control distribui-do, etc.
• Procesos continuos: Elabora-ción de producto mediante una mo-dificación continuada del mismo. Dis-ponen de equipos de automatizacióndiversos, normalmente controladosdesde PLC o sistemas de control dis-
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Control de procesos batch
tribuido, aunque en algunos casostambién se encuentran dispositivosde regulación autónomos.
• Procesos de envasado: Agru-paciones de máquinas que confor-man líneas de embotellado, envasa-do o empaquetado, conformando elproducto final para su expedición defábrica. Cada máquina dispone de supropio mecanismo de automatiza-ción, siendo habitual la presencia deautómatas programables, paneles deoperador, electrónicas especializa-das, electrónicas de seguridad, etc.
• Almacenes: Ubicaciones dondese acumulan las diversas materias deplanta: materias primas, productointermedio, producto acabado. Ha-bitualmente son gestionados por sis-temas de gestión de almacenes(SGA) conectados a sistemas de au-tomatización para los incrementos oconsumos de materias.
• Oficinas de planta y laborato-rios: Para una adecuada gestión delproceso por parte de los operadoresde planta, es imprescindible disponerde sistemas de supervisión, fabrica-ción y control de calidad. Normal-mente, se cubren estos aspectos consoftware de muy diverso tipo como:sistemas scada, sistemas DCS, siste-mas de historización, sistemas batch,sistemas LIMS (Laboratory Infor-mation Management Systems), etc.
• Procesos de energía: Incluyelas instalaciones que proporcionana fábrica todas las energías necesa-rias para la producción. Las más ha-bituales son: energía eléctrica, agua,gas, frío, vapor, aire comprimido, etc.Esta parte de la fábrica es una de lasmás olvidadas y menos conectadascon los procesos de fabricación. Acos-tumbra a disponer de diferentes me-canismos de control, especialmentebasados en sistemas de autómatasprogramables o electrónicas propie-tarias.
En resumen, las fábricas de procesotienen que resolver problemáticastotalmente diferentes, y en muchoscasos, en la misma ubicación nos en-contramos multitud de sistemas decontrol que dificultan enormementecumplir con los estándares y nor-mativas con la agilidad y eficienciaque se exige en el entorno actual.
Las estrategias que se recomiendan
para poder ser competitivos ante es-tas dificultades son las siguientes:
• Instalaciones de fabricación:Se aconseja la utilización de siste-mas de control orientados al están-dar ISA S88, independientemente deque sea un proceso batch, continuo,o discreto. La modularidad que pro-porciona da grandes ventajas de fle-xibilidad y estandarización, tanto siel sistema de control viene acompa-ñado por un sistema batch como sino.
• Instalaciones de envasado: Serecomienda emplear maquinaria fle-xible, de alta velocidad y cuyo siste-ma de control siga los estándares dela OMAC (muy similares a los quepropone el estándar ISA S88).
• Instalaciones de energías: Esmuy útil establecer una plataforma decontrol, si es posible organizada enbase a ISA S88, y que permita co-municarse bidireccionalmente conlas áreas de fabricación para poderbalancear la cantidad de energía a su-ministrar en función de los requeri-mientos de producción de cada ins-tante.
• Gestión de la producción: Seaconseja disponer de una plataformade software, que permita proporcio-nar modularmente soluciones para vi-sualizar la información de planta,analizar las principales variables ypoder tomar decisiones sobre los pro-cesos anteriores. En este caso, seaconsejan plataformas orientadas aservicios compartidos, con comuni-
cación a sistemas corporativos si-guiendo la normativa ISA S95.
La selección de los sistemas decontrol y gestión que cumplan con lasanteriores estrategias es clave paraser competitivos en la industria deproceso.
Soluciones para responder a lademandaPara poder atender a las necesidadesdel mercado existen una gran varie-dad de soluciones, tanto tecnológicascomo normativas, que adecuada-mente combinadas pueden ayudar aconseguir los resultados esperados.
Normativas y estándaresCada sector industrial impone lasnormativas propias para la fabricaciónde sus propios productos. En para-lelo se encuentran otros estándaresmultisectoriales, que proporcionanimportantes beneficios, y que vansiendo progresivamente utilizadosen buena parte de la industria deproceso. Podemos destacar:
• Normativa Europea de Tra-zabilidad Alimentaria: Corres-ponde al reglamento CE178/2002, yde obligado cumplimiento desde el 1de enero 2005 para todas las indus-trias del sector alimentario.
• FDA: Normativas para la Indus-tria Farmacéutica, procedentes dela industria norteamericana, cuyouso se extiende en aquellas empre-sas que quieran exportar a EstadosUnidos y a otros países. Es destaca-
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Control de procesos batch
n Ejemplo de una típica planta de fabricación.
ble la regulación 21-CFR-Part11 dela FDA sobre los registros y firmaselectrónicas, cuya aplicación tam-bién empieza a popularizarse fueradel ámbito farmacéutico.
• ISA S88: Estándar para la fabri-cación por lotes, que progresivamen-te va siendo extendido a toda la fá-brica, incluso para procesos continuoso discretos. Es de uso muy recomen-dado, permitiendo estructurar de for-ma sencilla la automatización de cual-quier tipo de proceso.
• ISA S95: Estándar para delimi-tar las comunicaciones y relacionesentre los sistemas de gestión de plan-ta (MES) y los sistemas corporativos(ERP, SCM, etc.).
• OMAC: Recomendaciones paraestandarizar los procesos de fabri-cación en maquinaria discreta. Seaproxima mucho a la ISA S88 peroadaptado a maquinaria. Su recono-cimiento está aumentando, espe-cialmente en los entornos de enva-sado.
Con todas estas normativas se con-sigue una estandarización de los sis-temas de automatización. Las ven-tajas resultantes dependen de lasregulaciones que apliquemos, pu-diendo obtener, por ejemplo, reduc-ción del tiempo de desarrollo de losproyectos, mejor rendimiento pro-ductivo, mejor facilidad para modifi-car las secuencias de fabricación,mantenimiento más sencillo de las
instalaciones, seguridad más elevadaen la operativa manual del proceso,etc.
Instrumentación y equiposde procesoLa exactitud en medir cómo se com-portan los procesos de fabricacióndepende del tipo y uso tanto de la ins-trumentación como de todos los ele-mentos de campo que estén conec-tados al sistema de control.
Durante las últimas tres décadas seha vivido un crecimiento muy gran-de en soluciones de instrumentación,tanto por la variedad de productos ysuministradores que ofrece el mer-cado, como por el incremento expo-nencial en las prestaciones de estosequipos (potenciados por la incor-poración de la electrónica y herra-mientas informáticas para manejar-los).
En la actualidad, la variedad es talque es posible seleccionar el mejordispositivo para cada tipo de medi-da a realizar, con independencia delfabricante o del sistema de controlutilizado. Esta ventaja conlleva uninconveniente: la puesta a punto ymantenimiento de los equipos queprovienen de fabricantes diferentes,donde cada uno de ellos utiliza unmecanismo de comunicación con elequipo distinto (software, terminaleshardware, etc.).
Para solucionar esta gran disper-
sión de tecnologías se están defi-niendo modelos comunes de co-municaciones para instrumentacióny control. Entre ellos destaca el es-tándar FDT/DTM, diseñado y man-tenido por la asociación sin ánimode lucro FDT Group (www.fdtgroup.org/en/home-en.html),que agrupa a más de 60 empresastanto de instrumentación y controlcomo de software industrial, y que hahecho posible desarrollar:
• FDT (Field Device Tool): Es unmodelo de interface que contemplala integración de los dispositivos decampo y herramientas de gestión dedispositivos.
• DTM (Device Type Manager):Es un módulo de software, suminis-trado por el fabricante del equipo(instrumento, elemento de control,controlador, etc.), que contiene to-dos los datos relevantes del mismo ylos interfaces gráficos de usuario parainteraccionar con dicho dispositivo.Funciona sobre un software que cum-pla con el modelo FDT.
Con esta tecnología es posible tra-bajar con diferentes instrumentos,procedentes de diversos suministra-dores, permitiendo su configuración,calibración y explotación a través deun único software que cumpla con elestándar FDT. Además, el estándares independiente del medio físicopara comunicar con el dispositivo decampo, soportando los protocolos decomunicaciones más habituales queincluyen las electrónicas inteligen-tes, como por ejemplo: Hart, Profibus-PA, Foundation Fielbus, etc.
Las ventajas obtenidas de utilizarFDT/DTM son múltiples y redundantodas en la reducción de costes (me-nos recambios, menos tiempo de pa-rada, más facilidad de interaccióncon los equipos, etc.) y en el au-mento de la calidad del proceso (ma-yor precisión de medida, mayor adap-tación del equipo de medida ocontrol, mejor diagnóstico del esta-do de los equipos, etc.).
Redes de comunicacionesEn las modernas instalaciones deproceso se gestiona una gran canti-dad de información, que va siendo al-macenada y preparada para ser com-partida con los distintos niveles de
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Control de procesos batch
n Ejemplo conectividad FDT/DTM para gestión de activos con dispositivos Hart.
usuarios (operarios, supervisores,mantenimiento, oficinas de planta,dirección, etc.). En este caso, las re-des de comunicaciones se han con-vertido en un requisito indispensablepara permitir el flujo rápido de la in-formación.
Respecto al sistema de control, lasredes más empleadas en este tipo deplanta se dividen en los siguientes ni-veles:
• Redes de dispositivo: Permitenconectar los dispositivos de campocon el sistema de control, gestio-nando tanto la información de con-trol como los diagnósticos del dis-positivo. Ejemplos: DeviceNet,CompoNet, AS-i, etc.
• Redes de control: Hacen posiblela conexión de módulos de entradasy salidas remotas al sistema de con-trol central. En algunos casos puedenser redes deterministas y válidas paratrabajar en zonas clasificadas(ATEX). Ejemplos: ControlNet, Pro-fibus-DP, etc.
• Redes de información: Permi-ten las comunicaciones de informa-ción a alto nivel, con alta capacidady velocidad, normalmente a partirdel sistema de control hacia el siste-ma de supervisión y otros sistemasMES y corporativos. La red más di-fundida en la actualidad es Ether-net.
A pesar de que cada tipo de redestá pensada para una necesidad es-pecífica, la tendencia de mercado escomprimir las tres funcionalidadesy hacerlas pasar por una sola red decomunicaciones de altas prestacionescomo es Ethernet/IP, que sin dejar deser una red estándar, está prepara-da para manejar tanto comunicacio-nes de dispositivo, como de controlo de información.
Es necesario destacar la labor deestandarización que realiza la aso-ciación internacional ODVA (www.odva.org), que agrupa a compañíaslíderes de automatización a nivelmundial. Esta asociación da soporteal protocolo estándar CIP (CommonIndustrial Protocol), que puede serutilizado en diferentes tipos de redescomo: DeviceNet, CompoNet, Con-trolNet, Ethernet/IP y las extensio-nes de esta última como: CIP Safety,CIP Sync, CIP Motion. Con el proto-
colo CIP, la información puede fluirde un punto de la planta a otro, in-dependientemente de las diferentesredes de comunicación físicas quelos unan, y sin necesidad de realizartransformaciones o reprogramacio-nes de los mensajes, ni de los módulosde comunicaciones.
Sistemas de controlLos sistemas de control modernospueden tener arquitecturas muy di-versas, y según la distribución de losequipos en planta básicamente pue-
den clasificarse en dos categorías:• Arquitectura centralizada:
Cuando la disposición del sistema decontrol reside en un único punto dela planta, y a partir de él se accede alos diferentes equipos de automati-zación de la misma y a las estacionesde supervisión. Esta organizaciónacostumbra a encontrarse en plantaspequeñas o muy concentradas físi-camente.
• Arquitectura distribuida:Cuando la disposición del sistema decontrol está repartido por diferen-
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Control de procesos batch
n Protocolo CIP: Capa común de aplicación y conectividad para diferentes redes.
n Software controlador de proceso orientado a normativa ISA S88.
tes puntos de la planta y conectadopor redes de comunicaciones. Estaconfiguración es habitual en plantasgrandes o con grandes distancias.Durante la última década, gracias alimportante desarrollo de las redesde comunicaciones, este tipo de ar-quitectura se ha hecho muy popularen las grandes instalaciones de pro-ceso.
Independientemente de la arqui-tectura utilizada, los componenteshabituales de los sistemas de con-trol son los mismos, pudiendo divi-dirse en:
• Módulos de entradas y sali-das: Borneros y módulos electróni-cos donde se recoge la informacióndel proceso y se dan las órdenes eléc-tricas para su control. Se comunicancon el controlador de proceso me-diante chasis centralizados o cabe-ceras de comunicaciones.
• Terminales de campo: Interfa-ces hombre-máquina situados en elproceso, para poder comunicar elsistema de control con el operador enpuntos remotos de la planta. Se co-munica con el sistema de control através de redes de comunicaciones.
• Redes de comunicaciones: Per-miten el intercambio de informaciónentre los diferentes componentes delsistema de control. Hay de muy di-versos tipos, aunque el predominioactual tiende al uso extenso de Et-hernet. Dentro de este apartado sepueden considerar también los mó-dulos de interface de comunicacio-nes, que hacen posible intercambiardatos con otros sistemas de controlexistentes.
• Controladores de proceso:Equipos electrónicos que gestionanla lógica del proceso productivo, tan-to secuencial como de regulación yseguridad, en las diferentes partes deplanta. Según el tipo de arquitectu-ra puede manejarse toda una plantacon un único controlador de proce-so, o bien puede distribuirse su fun-cionalidad entre varios controladorescomunicados. También se conocencomo PAC (Programmable Auto-mation Controller). En algunos ca-sos, cuando la seguridad y disponi-bilidad de la instalación lo requiere,se duplican los procesadores de es-tos equipos, consiguiendo la redun-
dancia del sistema de control.Las últimas tendencias en contro-
ladores proporcionan equipos conimplementación nativa de la norma-tiva ISA S88 a nivel de controlador.Esta estructuración proporcionagrandes ventajas tanto si se precisade un sistema batch como si no es ne-cesario.
• Sistemas de supervisión: Pla-taformas de software, normalmentebasadas en PC, que gestionan la vi-sualización y manejo completo de lasinstalaciones. También se conocencomo Scada (Supervisory Control
and Data Adquisition). Estos sis-temas se comunican con los contro-ladores mediante redes de comuni-caciones. Según las necesidades deplanta, la arquitectura de los sistemasde supervisión puede consistir en unsolo equipo (monoestación) o en unaarquitectura cliente-servidor, con di-ferentes estaciones de operador ac-tuando simultáneamente sobre elproceso.
Sistemas de informaciónExisten diferentes soluciones en elmercado, complementarias y rela-
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Control de procesos batch
Ejemplos de arquitecturas
C on las directrices de es-tandarización marca-
das en el texto del artículose pueden afrontar proyec-tos de automatización com-pletos, desde pequeñas ins-talaciones hasta grandesplantas, asegurando la es-calabilidad progresiva de lossistemas.
Veamos seguidamente al-gunos ejemplos de arqui-tecturas:
• Arquitectura simple:Sistema básico de automa-tización de proceso, basadoen un controlador progra-
mable que gestiona los elementos de campo, y conectado a un sistema desupervisión monoestación.
• Arquitectura intermedia: Sistema de automatización de proceso porlotes, basado en un controlador programable orientado a normativa ISAS88, que gestiona los elementos de campo, conectado a un sistema de su-pervisión, a un sistema batch y a un servidor de datos, en distribución clien-te-servidor.
• Arquitectura grande: Sistema de automatización completo de todauna planta, con diferentes controladores, que gobiernan los elementos decampo distribuidos en diferentes estaciones remotas. A la vez se disponede otros equipos de control para interaccionar con el operador o el pro-ceso como: paneles locales de operador, displays de indicación de avisos,sistemas de captación de vibraciones de motores grandes, sistemas de me-dida de energía, comunicaciones con otros sistemas, etc. Por encima delcontrol, en una segunda red se disponen los diversos servidores de apli-caciones (scada; batch, historización, gestión energética, gestión de ren-dimientos, gestión de vibraciones, gestión de activos, etc.), así como losdiferentes clientes, tanto de sala de control como departamentales. Fi-nalmente, existe una conexión con la red Ethernet Corporativa, filtrada porun firewall, que permite la interacción entre las diferentes aplicaciones yel acceso remoto a las mismas.
Ejemplo de Arquitectura de proceso simple.
Ejemplo de Arquitectura de proceso intermedia.
cionadas con los sistemas de controly supervisión, destinadas a la ges-tión de la información. Las más co-munes para la industria de procesoson las siguientes:
• Sistemas batch: Aplicacionesde software para la gestión de pro-cesos por lotes. Habitualmente estánbasados en la normativa ISA S88 ypermiten definir:
– Modelo físico: Personalizandolos equipos que componen la insta-lación por lotes a controlar. Puedendefinirse: módulos de equipo, mó-dulos de control, unidades, celdas
de proceso, etc.– Modelo procedural: Desarro-
llando los procedimientos de fabri-cación (recetas) y las fórmulas delos mismos (parámetros, variables,etc).
– Modelo de actividad: Indican-do el modo en que se relacionan lasrecetas (modelo procedural) con lasinstalaciones donde deben ejecutar-se (modelo físico). Es posible definirprioridades de ejecución, caminosalternativos, recetas comunes, com-probaciones, etc.
Las soluciones batch vienen acom-
pañadas de otros módulos adiciona-les que facilitan la gestión adecuadade las instalaciones como:
– Gestión de campañas: Herra-mienta para el control de lotes deproducto final con características ho-mogéneas.
– Gestión de trazabilidad: Solu-ción para la gestión de materias queintervienen en el proceso, permi-tiendo determinar los mecanismospara su consumo preferente (porlote, fecha caducidad, existencias,etc.). Proporciona la gestión trazablecompleta de productos y compo-nentes.
– Gestión de operaciones ma-nuales: Herramienta para informaral operador de las acciones manua-les a realizar, junto con sus instruc-ciones detalladas y coordinadamen-te con las actividades delprocedimiento automático. A la vezrecoge los datos manuales que le sonintroducidos.
– Gestión de informes de lote:Solución de generación de informeselectrónicos asociados a cada loteproducido, donde se especifican to-das las actividades realizadas, mate-riales que han intervenido, cantida-des, alarmas, mensajes, comentarios,operadores, etc.
• Sistemas de historización:Aplicaciones de hardware y/o soft-ware que realizan la captura masivade datos, su tratamiento, compre-sión, almacenamiento y posterior ex-plotación mediante gráficas, listadose informes. Su uso es cada vez másextendido y la mayoría de aplicacio-nes grandes ya cuentan con solucio-nes de estas características. Es ha-bitual relacionar este tipo de sistemascon aplicaciones de control estadís-tico, permitiendo verificar de formacontinuada la optimización de ren-dimientos de la planta.
• Sistemas de control de efi-ciencia: Son soluciones informáti-cas que a partir de unos pocos datosdel proceso permiten la obtenciónde la eficiencia de las instalaciones re-lacionada con las variables del en-torno (lote, producto, paros, opera-dores, averías, etc.). Sonampliamente utilizadas en instala-ciones con muchas máquinas dis-cretas y en especial en líneas de em-
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Control de procesos batch
mable que gestiona los elementos de campo, y conectado a un sistema desupervisión monoestación.
• Arquitectura intermedia: Sistema de automatización de proceso porlotes, basado en un controlador programable orientado a normativa ISAS88, que gestiona los elementos de campo, conectado a un sistema de su-pervisión, a un sistema batch y a un servidor de datos, en distribución clien-te-servidor.
• Arquitectura grande: Sistema de automatización completo de todauna planta, con diferentes controladores, que gobiernan los elementos decampo distribuidos en diferentes estaciones remotas. A la vez se disponede otros equipos de control para interaccionar con el operador o el pro-ceso como: paneles locales de operador, displays de indicación de avisos,sistemas de captación de vibraciones de motores grandes, sistemas de me-dida de energía, comunicaciones con otros sistemas, etc. Por encima delcontrol, en una segunda red se disponen los diversos servidores de apli-caciones (scada; batch, historización, gestión energética, gestión de ren-dimientos, gestión de vibraciones, gestión de activos, etc.), así como losdiferentes clientes, tanto de sala de control como departamentales. Fi-nalmente, existe una conexión con la red Ethernet Corporativa, filtrada porun firewall, que permite la interacción entre las diferentes aplicaciones yel acceso remoto a las mismas.
Ejemplo de Arquitectura de proceso grande.
botellado, envasado o empaquetado.• Sistemas de gestión de acti-
vos: Soluciones informáticas que co-nectan con los diversos dispositivosde fábrica, como instrumentación,dispositivos de control, electrónicasde campo y controladores, para ges-tionar adecuadamente su configura-ción, calibración, descargas de pro-gramas, copias de seguridad, etc. Enlas plantas de proceso, con el usoextenso de instrumentación de pro-ceso, se han convertido en un re-querimiento cada vez más empleado,al comprobarse que inciden en una
reducción de tiempo de puesta enmarcha de las instalaciones, pero so-bre todo en una disminución de lasparadas ocasionadas por fallos o sus-tituciones de equipos durante la ex-plotación de las mismas.
• Sistemas de gestión energéti-ca: Permiten medir y controlar los di-ferentes tipos de energías que se uti-lizan en las fábricas, y de formaespecial la energía eléctrica.
• Gateways de comunicación:Permiten el intercambio de infor-mación entre los sistemas de con-trol, supervisión, historización, ges-
tión energética, etc. con otros siste-mas externos como podrían ser: apli-caciones de laboratorio (LIMS), sis-temas de gestión de mantenimiento(CMMS), sistemas corporativos (ERP,SCM, SGA, etc.) y otros.
Saliendo el ámbito más común, po-demos encontrar otras aplicacionesdel entorno MES que son de especialutilidad para la mediana y gran in-dustria como: planificadores de pro-ducción, sistemas de gestión inte-gral de la producción, sistemas desimulación de procesos, interfacesamplios de comunicación con siste-mas ERP y corporativos, sistemas depresentación de datos en entornosweb y otros.
A modo de conclusionesLa evolución constante en las pautasde consumo y normativas está influ-yendo decisivamente en los proce-dimientos de fabricación en la in-dustria de proceso. Su afectación esen todos los entornos de fábrica, des-de la recepción de materias primas,su transformación, los diferentes pro-cesos, envasado, hasta llegar a lossistemas de control energético y al-macenes.
Para ser competitivos en este en-torno es aconsejable aplicar diferen-tes estrategias complementarias, quepueden resumirse en: aplicación denormativas de estandarización deprocesos (ISA S88, S95, OMAC, etc.),aplicación de estandarización de lainstrumentación y equipos de control(FDT/DTM), utilización de contro-ladores de proceso que permitan laestructuración de la planta siguien-do ISA S88, y utilización de plata-formas de software MES orientadasa servicios que sean escalables.
La experiencia demuestra que laaplicación de estas técnicas permitedinamizar el funcionamiento de laindustria de proceso actual, y pre-pararla para los cambios continuosque acontecerán en el futuro.
Antoni RoviraResponsable Industriade ProcesoRockwell Automation
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Control de procesos batch
n Ejemplo de pantalla de un sistema de gestión batch integrada en un sistema scada.
n Ejemplo de pantallas de un sistema de gestión de energía eléctrica.
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D entro del programa de lasIII Jornadas sobre Tecnolo-gías y Soluciones para la au-
tomatización industrial (JAI’2007),Schneider Electric centró una desus conferencias en la presentaciónde su entorno de diseño y desarro-llo sg2 para la elaboración de siste-mas de control industrial. La confe-rencia corrió a cargo de D. JesúsCamúñez, Responsable del Mercadode Industria, en el Departamento deDesarrollo de Clientes de Industria eInfraestructuras (DCI) de la multi-nacional.
La ponencia hizo un especial hin-capié en explicar el enfoque queSchneider Electric aplica a la horade llevar a cabo la integración de susproductos para la automatización in-dustrial, de manera que éstos traba-jen de la forma más coordinada po-sible con el objetivo final de reducirlos costes de desarrollo de los siste-mas y los riesgos en el ciclo de vidade cada proyecto.
Tradicionalmente, los sistemas decontrol existentes en el mercado sepueden dividir en dos categorías prin-cipales.
• Los sistemas DCS (acrónimo deDistributed Control Systems) hanestado asociados habitualmente alsector petroquímico. Entre sus pun-tos fuertes podemos destacar, entreotros, la utilización de una base de da-
tos única para la implantación ycoordinación de las partes de controly supervisión del proyecto, las fun-ciones de control avanzado especia-lizadas en el control de procesos con-tinuos, etc. Entre sus puntos débilesse puede destacar que han sido porlo general (aunque cada vez menos)sistemas poco flexibles, con un cos-te de implantación y mantenimientoelevado, limitada escalabilidad, etc.
• Por otra parte, la combinación deun controlador PLC y un sistema sca-da ha nacido en el ámbito del controlde procesos discretos. Se trata deuna combinación versátil, flexible yescalable que ha evolucionado hacia
aplicaciones multipropósito. Los prin-cipales inconvenientes de esta cate-goría radican en que, al nacer comouna mezcla no totalmente homogé-nea de un producto hardware (elcontrolador) y un producto softwa-re (el sistema de supervisión), exis-te un gap tecnológico y de integra-ción entre ambos que es precisocubrir en todo proyecto.
Sin embargo, en la industria mo-derna es prácticamente imposible di-sociar totalmente en sus procesos ladenominación de continuo, discretoo batch, coexistiendo por lo general,aunque en mayor o menor medida,una mezcla de dichas categorías (pro-
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Control de procesos batch
Los sistemas de control híbrido o HCS (Hybrid ControlSystems) tratan de aunar en una única solución lomejor de los sistemas DCS y de las solucionesbasadas en PLC y scada. Para disponer de unasolución HCS a partir de sus pilares básicos en lacategoría del PLC (Modicon/Unity) y scada (Vijeo
Citect), Schneider Electric ha desarrollado el Sistemade Control sg2.
Sistema de control híbrido
Nuevos conceptos enautomatización: sg2
ceso híbrido) que es preciso satisfa-cer de forma óptima.
Surgen por ello, de acuerdo condiversos fabricantes, los sistemas decontrol híbrido o HCS (acrónimo deHybrid Control Systems), que tra-tan de aunar en una única soluciónlo mejor de las categorías anteriorespara dar respuesta a dichos procesos.
Para dar respuesta a esta necesidady disponer así de una solución HCSa partir de sus pilares básicos en lacategoría del PLC (Modicon/Unity)y scada (Vijeo Citect), SchneiderElectric ha desarrollado el Sistemade Control sg2.
sg2 tiene como misión coordinarel funcionamiento de los dos pilares
anteriores de forma que, a ojos delusuario y en todo el ciclo de vida delproducto desarrollado, se muestrencomo un único sistema HCS fuerte-mente integrado. El propósito es po-der aplicar esta solución, de forma in-distinta, en los diferentes tipos deprocesos industriales y ofrecer unafuncionalidad de alto nivel out of thebox, es decir, que el propio produc-to ofrezca una serie de funciones quevan a ser muy útiles en los diferen-tes tipos de procesos.
Entre los objetivos principales queha de satisfacer el Sistema de Con-trol sg2 cabe destacar:
• Disponer de un único punto deentrada para cada dato de configu-ración del proyecto. De esta forma,se evitan las pérdidas de tiempo e in-consistencias derivadas de la nece-sidad de introducir información re-dundante tanto en la plataforma decontrol como en la de visualización.
• Proporcionar una serie de com-
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Control de procesos batch
n Procesos híbridos en la industria.
Automática e Instrumentación. ¿Cómo resumiríaen breves palabras lo que es sg2?
Jesús Camúñez. sg2 es una solución, enmarcada enel ámbito de los sistemas de control híbrido, que pre-tende reducir el gap entre las capas de control y su-pervisión (que tradicionalmente se implementa consistemas scada) y dando funcionalidades de alto nivelque normalmente encontramos en sistemas de controldistribuido. En definitiva, quedarnos con lo mejor deambos mundos: la parte del PLC+scada y la parte delDCS a un precio razonable.
AeI. Y ya que lo menciona, ¿cuál es el precio desg2 para Universidades?
JC. Pues actualmente el coste es 0 tanto a nivel aca-démico como para integradores de sistemas. sg2 para no-sotros es un medio de vender nuestro catálogo. Cree-mos que con sg2 los usuarios (tanto el integrador comoel propio cliente final) podrán beneficiarse de toda unaserie de reducciones de coste y riesgo, etc.
AeI. sg2 parece reproducir la filosofía de progra-mación a objetos aplicada al ámbito de la auto-matización industrial, ¿es así?
JC. Así es. Lo que intentamos es transportar una se-rie de tecnologías que están plenamente asumidas porel mundo de las tecnologías de la información y que, efec-tivamente, no han cuajado suficientemente en el mun-do de los sistemas de control, pero que nosotros en-tendemos que se pueden transportar de una manera muyfácil a partir de herramientas estándar, sin modificar lasreglas del juego: sin modificar el hardware, sin modifi-car el propio software ya muy avanzado y con lengua-jes IEC (como es Unity), poder utilizar las potenciali-dades de estos productos a nivel de conectividad (comoutilizar XML para generar código, modelar los objetos,etc.). De manera que sólo con un paso más hacia ade-lante, podemos transportar este tipo de tecnología orien-tada a objetos al mundo tradicional del control.
AeI. Está claro que en el trasfondo de todo estoestá un gigante de la informática que es el que les
Entrevista a Jesús Camúñez, Responsable del Mercado de Industria, en el Departamentode Desarrollo de Clientes de Industria e Infraestructuras (DCI) de Schneider Electric
“Las tecnologías de la información se pueden transportaral control de una manera muy fácil a partir de herramientasestándar, sin modificar las reglas del juego”
ponentes (u objetos en lenguaje in-formático) reutilizables, que facili-ten la tarea del usuario final y agili-cen las diferentes etapas del ciclo devida del producto.
• Integrar de forma automática lossubsistemas de control y supervisiónsin emplear (aunque se soporta porcompatibilidad) el direccionamientoexplícito de datos. Se incluye la in-tegración de dispositivos conectadosal sistema mediante un bus de co-municación.
• Optimizar los recursos, de for-ma que sea posible implantar siste-mas de control híbrido con costes si-milares a los de las solucionesPLC+scada pero con un nivel de fun-cionalidad y esfuerzo en el ciclo devida similar al obtenido con las solu-ciones DCS.
• Mantener la escalabilidad, deforma que sea posible utilizar estasolución en toda clase de proyectosy con todos los controladores dispo-
nibles en la plataforma de automati-zación (desde los más sencillos y eco-nómicos hasta los de la gama másalta).
• Garantizar que se dispone deuna solución abierta, de forma que losdesarrolladores externos puedan im-
plantar sus propios componentes yobjetos dentro de la plataforma.
Atendiendo al ciclo de vida de unproyecto de automatización indus-trial realizado bajo sg2, varios seríanlos componentes principales de esteentorno de diseño y desarrollo:
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Control de procesos batch
n Posicionamiento de sg2 en la oferta de automatización de Schneider Electric.
da esos estándares y esas tecnologías, ¿verdad?JC. Sí, evidentemente. Creo que no hay mucho que
inventar a día de hoy. Lo que intentamos es reproducirtecnologías que han tenido un éxito contrastado en elmundo de las tecnologías de información dentro delámbito de los sistemas de control. Quizás en lo que máshay que aportar es en la parte funcional; nosotros en-tendemos que la parte de recursos es un valor muy im-portante, por encima de la plataforma tecnológica, demanera que el usuario no tenga que reinventar la rue-da en cada proyecto.
AeI. Sin embargo, para hacer toda esta inte-gración horizontal, ¿cuál es el perfil del equipohumano que está ahora mismo desarrollandosg2?
JC. Bueno, a nuestro entender, es muy importan-te la cercanía al mercado (tener un feedback directodel mismo). En el caso de sg2, ha sido desarrolladopor especialistas; siempre necesitas a los tecnólogospara llevar a cabo la implementación, pero la fase crí-tica siempre es el diseño, y en este proyecto esta faseha sido liderada por técnicos especialistas de Sch-neider Electric con experiencia contrastada en di-versos campos del control industrial (OEM, infraes-tructuras y proceso fundamentalmente).
AeI. ¿De qué país es el equipo técnico que estápilotando el desarrollo de este producto?
JC. En Schneider Electric existe un proyecto glo-bal a nivel mundial de lo que llamamos collaborativecontrol system. sg2 es una de las patas de este proyectoy, en este caso particular, ha sido liderado directamen-te desde la central de Schneider Electric en Barcelo-na, desde donde actuamos como especificadores y es-tamos involucrados en este proyecto global de lacompañía.
AeI. Así que es posible desde España pilotar el di-seño y desarrollo de software de alto nivel in-ternacional…
JC. Por supuesto. España tiene un peso muy impor-tante en Schneider Electric y creemos que nuestro de-partamento puede aportar este feedback del mercadoque es el que, a veces, se echa en falta en muchos pro-ductos de laboratorio que a veces encontramos en elmercado.
AeI. Lo cual confirma, de alguna manera, que enEspaña estamos en la vanguardia del control in-dustrial…
JC. Sí, yo considero que sí. Hay un fenómeno que ven-go detectando, y es que parece que en España siempretenemos tendencia a minimizar los costes en hardwa-re y en software (respecto a otros países que, digamos,disponen de más holgura en estas partidas) y yo creoque esto al final hace que los integradores de sistemasespañoles tengan un nivel muy alto.
• Editor de plantillas reutilizablesque permite la encapsulación de ló-gicas de control en librerías de com-ponentes, realizadas (bajo entornoUnity) con los mismos lenguajes deprogramación del estándar IEC61131-3. Es importante hacer notarque sg2 aporta su propia colección delibrerías de componentes, que se en-tregan con código fuente abierto paraque el usuario del producto, si lo de-sea, pueda adaptar esta funcionalidada sus necesidades.
• Editor para la instanciación ma-siva de objetos de control. Se trata deuna herramienta de productividadque permite, a través de la defini-ción de los componentes y los datosde partida del proyecto de automa-tización, generar automáticamentelos objetos correspondientes (consus datos principales) en el entornode aplicación.
• Herramienta de programación(Unity) basada en el estándar IEC61131-3 y en la reutilización de blo-ques funcionales. El desarrollador se
concentra en la especificación de lasadecuadas lógicas de control que in-terrelacionan los objetos que hansido instanciados en la etapa anterior.
• Herramienta de creación de si-nópticos mediante objetos de libre-ría. Se dispone de una serie de li-brerías gráficas que permitenseleccionar qué objeto de los ins-tanciados anteriormente es el quedeseamos asociar a una representa-ción gráfica de este componente enuna determinada pantalla.
Otro aspecto importante es el tipode funciones de alto nivel que se in-tenta implantar de forma automati-zada desde este entorno.
• Operación del sistema: los si-nópticos de la librería relacionadoscon los componentes de control ofre-cen una representación uniforme decaracterísticas básicas como: estadoactual, consigna, mandos, etc.
• Modos de operación: del mismomodo y en los casos en los que seaprocedente, los sinópticos puedengestionar información relacionada
con el propietario del objeto (opera-dor o programa), consigna (local o re-mota), algoritmo de control (manualo automático), simulación, etc.
• Diagnosis de señales: se presentaen la supervisión información relati-va a las señales relacionadas con uncomponente y se define, por ejemplo,el comportamiento por defecto delmismo en caso de un fallo.
• Enclavamientos: visualizar lascondiciones de seguridad por las queun determinado componente se en-cuentra enclavado y permitir, en casode ser posible, realizar un by-pass so-bre dicha condición (si se dispone delos privilegios para hacerlo).
• Alarmas: programar y visualizarlas consignas de alarma, realizar unby-pass sobre las mismas, etc.
• Control secuencial basado en lanorma ISA S88: se incluyen en el en-torno herramientas y bloques quepermiten llevar a cabo la programa-ción de procesos batch bajo el es-tándar mencionado.
• Control de accesos: los compo-nentes disponen de información re-lacionada con quién puede accedera su información interna, modificar-la, etc.
• Trazabilidad: cada componentepuede almacenar información rela-cionada con las acciones que se hanllevado a cabo sobre él: fecha, hora,usuario, acción, valor anterior y va-lor nuevo.
• Herramientas para el comisio-nado de señales: se dispone de la op-ción de monitorizar y controlar los di-ferentes componentes mediantepantallas de operación en Unity.
A modo de resumen, entre los be-neficios que es posible obtener conla explotación del entorno de diseñoy desarrollo sg2 se encuentran:
• Para el integrador de sistemas:reducción de los costes y riesgos delproyecto, la reutilización de compo-nentes y la protección de la inversión.
• Para el usuario final: alto nivel devisibilidad y operatividad del proceso,escalabilidad, estandarización, no cau-tividad, fácil mantenimiento y diag-nóstico del sistema y valor añadido.
Para algunos, la funcionalidad de los sistemas batch acaba con larecogida de datos, su empaquetado con la matricula del batch y el envíoa un sistema de almacenamiento de información. Evidentemente, estafuncionalidad se queda corta si lo que se requiere es ordenar y manejarla información de manera eficaz. Para ello, la mayoría de fabricantes desistemas batch también suministran sistemas MES, los cuales se nutren,en parte, de la información aportada por los sistemas batch.
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Control de procesos batch
Sistemas MES
Controlar los procesos batchde forma integrada
G eneralmente se entiendecomo sistemas batch aque-llos sistemas de control que
gestionan y ejecutan una fabricaciónacotada, en número de unidades o entiempo, de un determinado produc-to de características predefinidas poruna fórmula o especificación. A es-tas producciones se les asigna unamatrícula que identifica a todos loscomponentes que forman parte de lafabricación. También se pueden uti-lizar sistemas batch para procesoscontinuos, consiguiendo de algúnmodo ordenar y secuenciar la utili-zación de las instalaciones que for-man parte del proceso productivo.
Un ejemplo ilustrativo de aplicacióndonde podría implementarse un sis-tema batch sería una máquina decafé. La máquina de café está dise-ñada para moler café, calentar lecheu agua, y dosificar leche, café, aguay azúcar. Con las funcionalidades deinstalación perfectamente definidas,los sistemas batch deben ser capacesde gestionarlas y combinarlas para fa-bricar distintos productos. En funcióndel producto deseado, que general-mente está definido por una fórmu-la o especificación, el sistema batchdebe utilizar las instalaciones de lamanera adecuada y las materias enlas proporciones necesarias para po-der fabricar café con leche, café solo,cortado, descafeinado y demás pro-ductos.
Dentro de la pirámide de automa-tización, estos sistemas se encuen-
tran entre la parte de supervisión(sistemas scada) y la parte del MES(gestión y ejecución de la informaciónde planta). La parte de supervisiónes la encargada de ejecutar las ór-denes hacia los sistemas de control,mientras que la parte del MES es laencargada de recoger, almacenar yempaquetar la información proce-dente de los sistemas de control du-rante la fabricación del batch. Al tra-tarse de sistemas con capacidad dedecisión, es esencial que accedan acuanta más información mejor. De-ben ser capaces de comunicarse conotros sistemas de fábrica. Es proba-ble que deban comunicarse con sis-temas corporativos para conocer elestado de los stocks de las materiasque se pretende utilizar para la fa-bricación. También es probable quedichos sistemas corporativos re-
quieran que el sistema batch les re-porte las cantidades realmente utili-zadas de cada material. También de-berán comunicarse con los sistemasde control de calidad para avisarlesde que hay que realizar algún test yotros departamentos que intervie-nen en el ciclo de producción.
En cuanto a la parte de ejecución,la mayoría del software estándar demercado es dependiente de los sca-das del mismo fabricante, se comu-nican con los sistemas de control através de los scadas propios y no esposible que lo hagan a través de otrossistemas de supervisión. La mayoríade ellos son también dependientes delos sistemas de control. Es decir, exi-gen que los sistemas de control es-tén diseñados de una determinadamanera para poderlos comandar. Aldiseñar una instalación nueva se debe
decidir previamente si va a ser co-mandada por un sistema batch o no.La mayoría de procesos productivosestán altamente automatizados a ni-vel de sistemas de control y no tan-to a nivel de gestión y supervisión.Esto puede implicar que integrar unsistema batch en una instalación au-tomatizada requiera una reingenieríade los sistemas de control.
La información en un sistemabatchLa gestión de información es funda-mental para que un sistema batchsea completo. El sistema debe sercapaz de recoger en cada momentola información que sea de interés delas instalaciones, procesarla y alma-cenarla en alguna base de datos paraconsultas posteriores. Si recoger da-tos en el momento adecuado es im-portante, no lo es menos el diseño dela aplicación que permitirá consultardichos datos a posteriori. Estas apli-caciones pueden formar parte o no delpropio sistema. Para algunos, la fun-cionalidad de los sistemas batch aca-ba con la recogida de datos, su em-paquetado con la matricula del batchy el envío a un sistema de almacena-miento de información. Evidente-mente, si nos quedamos aquí el sis-tema queda cojo, por lo que serequiere de una aplicación que sea ca-paz de ordenar y manejar la infor-mación de manera eficaz. Estas apli-caciones son las que forman parte delos sistemas MES y la mayoría de fa-bricantes de sistemas batch tambiénsuministran sistemas de este tipo, loscuales se nutren, en parte, de la in-formación aportada por los sistemasbatch. Los sistemas MES utilizan la in-
formación aportada para, entre otros,generar reportes de producción, tra-zabilidades de producto, cálculos es-tadísticos, ratios de productividad ocontroles de calidad.
Escoger el adecuadoSi se tuviera que implementar un sis-tema batch en una máquina de café,se valoraría la flexibilidad del siste-ma a la hora de crear nuevos pro-ductos (a prueba de los “caprichos”de marketing), es decir, se le exigi-ría que pudiera realizar las combi-naciones que se antojen, en las pro-porciones y orden que se antojen,de las distintas materias. Y que elsistema lo ejecute. Se tendría encuenta la facilidad del sistema paracomunicarse con el proveedor(stocks) de café, de leche o de azú-car, para poder decidir la fabricaciónde un producto u otro. También se va-loraría la capacidad de nutrir al sis-tema de gestión con la informaciónque se decida relevante en cada mo-mento. Hoy puede interesar regis-trar la temperatura del azúcar justoantes de ser dosificado y quizás ma-ñana una hora antes. Si el sistemabatch tuviera un sistema de gestiónpropio, se le exigiría, por ejemplo,que cuando se presentara una re-clamación por parte de un cliente(con la presentación de un ticket decaja), bastara con introducir el nú-mero de matrícula de la fabricaciónpara que se mostrara de una mane-ra clara toda la información y así po-der determinar las posibles causasque justifiquen o no la reclamación.
Por último, y no por ello menosimportante, hay que considerar se-riamente si el sistema está bien di-
mensionado a las necesidades. A me-nudo, una de las desventajas de es-tos sistemas es que están pensadospara grandes instalaciones, para pro-cesos muy complejos con tediosas ycomplicadas formulaciones y no sonlo suficientemente escalables paraque se puedan adecuar a procesos ynecesidades más pequeñas, con loque el software y hardware necesa-rios para ambos tipos de implemen-tación son los mismos. Esto hace queen instalaciones pequeñas con pro-cesos sencillos (como una máquinade café) el coste de implementar unbatch sea del todo inviable. Un buensistema batch debe ajustarse a lasnecesidades de cada instalación yproceso y ser capaz de crecer al mis-mo ritmo que el resto de la automa-tización de la planta. Existen nume-rosas pequeñas instalaciones quecomandadas por un batch serían maseficientes, ordenadas y sencillas demanejar.
En el mercado existen diferentessoluciones, entre las que destaca Pro-ficy Batch de GE Fanuc. ProficyBatch Execution y Proficy BatchAnalysis proporcionan grandes be-neficios en entornos de producciónpor lotes:
• Certificado para normativa S88y FDA21CFR Part11.
• Diseñado para comunicar conGES OPC Server.
• Configuración de reportes conparámetros por receta durante la eje-cución de la misma.
• Seguimiento de lotes indepen-diente según los estándares ISA S88por procedimiento, operación o fases.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397
Control de procesos batch
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S ynthon Hispania, S.L. na-ció en noviembre de 1998,cuando el grupo adquirió a la
multinacional holandesa Akzo unasinstalaciones que utilizaba su filialfarmacéutica Organon en Sant Boide Llobregat. El objetivo era que lafilial española constituyera el primercentro de producción de productofarmacéutico (producto final) delgrupo, su principal centro logístico yuno de sus núcleos de I+D en lo quese refiere a su fase galénica.
La actividad de Synthon en Espa-ña ha sido frenética desde su naci-miento, mediante un intensivo pro-grama de inversiones cuyo resultadose ha reflejado en un fuerte creci-miento de su plantilla y facturación,gracias a sus instalaciones de pro-ducción de formas sólidas farma-céuticas, así como laboratorios deI+D y control de calidad, almacenes
y oficinas, hasta contar con una plan-ta de producción capaz de fabricar unvolumen de 2.000 millones de com-primidos anuales, dos almacenes nue-vos y unas completas instalaciones decontrol de calidad e I+D adecuadospara este volumen de actividad.
Antecendentes del sistema deautomatización En el año 2005, Sistel Control S.L.y Synthon Hispania S.L. iniciaronun ambicioso proyecto conjunto, con-sistente en la actualización e inte-gración progresiva de los sistemasde control de las tecnologías usadaspara el sistema de climatización delas áreas de producción, almacenesy oficinas (basado en un sistema decontrol y supervisión no abierto),así como el control de las cámaras deestabilidades y las cámaras climáti-cas de sus instalaciones.
Este proyecto se basa en un siste-ma de monitorización y control dis-tribuido, capaz de integrar todos loselementos anteriores, basado en laimplementación de un sistema Ar-chestra Wonderware conectado, porun lado, a autómatas programablesSiemens de la serie 300, con sus res-pectivas periferias conectadas me-diante bus de campo Profibus, y porotro, a periferias basadas en proto-colo TCP-IP/Modbus.
Nuevas necesidades deautomatización En 2005, teniendo en cuenta la pre-visión de crecimiento de la planta deSynthon y su objetivo de exportaciónde sus productos al mercado esta-dounidense, sus departamentos deIngeniería, Informática y Calidad sepropusieron mejorar el sistema. Paraello definieron 7 aspectos clave queel nuevo sistema debía cumplir:
• Supervisión, control y robus-tez: monitorización y/o control detoda la maquinaria e instalacionestécnicas de fluido y energía, críticaspara la planta. Sistema de control re-dundante.
• Flexibilidad: el sistema debíaser capaz de permitir la integraciónde otros sistemas, y ser “abierto” ycompatible con cualquier otro siste-ma y fabricante (Eurotherm, Dyco-metal, Circutor, ...).
• Seguridad de datos y trazabi-lidad: debía ser capaz de garantizarla estabilidad de parámetros críticospara los procesos productivos, asícomo garantizar la trazabilidad delos mismos y proteger los registros de
Sistel Control ha mejorado los sistemas de automatización, trazabilidady registro de datos en tiempo real de la planta de Synthon Hispania enSt. Boi de Llobregat. Se trata de un proyecto integral en el que se hanutilizado las soluciones de la firma Wonderware.
Automatización, control,trazabilidad y registro de unaplanta farmacéutica
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Control de procesos batch
n Las instalaciones de Synthon en St. Boi (el único centro de Synthon en España) cuen-tan con cuatro edificios, con más de 12.000 m2 construidos.
accesos no autorizados (según cum-plimiento de la regulación CFR21Part11 apartado registro electró-nico).
• Seguridad de accesos: el siste-ma de seguridad de accesos de losscadas debía basarse en los mismosusuarios de la infraestructura infor-mática de toda la planta.
• Mantenimiento y accesibili-dad: necesidad de poder monitorizary gestionar cualquier instalación des-de cualquier ordenador de la planta,sin necesidad de ir al PC específico.
• Escalabilidad: la modificacióndebía poder realizarse por fases, y nodebía influir en el control y la moni-torización de los elementos críticosdurante el periodo de su instalacióny puesta en marcha.
• Coexistencia dentro de la ar-quitectura Archestra de un sistemade control y supervisión de serviciosgenerales (climatización oficinas, cal-deras, grupos de frío, etc.) y otro dezonas de producción bajo estándaresfarmacéuticos (climatización pro-ducción, monitorización de condi-ciones ambientales...).
La empresa integradora Sistel Con-trol y los departamentos de ingenie-ría e informática de Synthon Hys-pania concluyeron que la mejoropción era la arquitectura Arches-tra de Wonderware.
La estructura del sistema distri-buido Archestra se basa en un mo-delo compuesto por plataformas (ser-vidores), un motor de objetos yobjetos de automatización, todos ellosdefinidos en una galaxia. La galaxiaes una base de datos relacional quecontiene la configuración de todoslos elementos anteriores organiza-dos de forma jerárquica y compues-to por áreas, siguiendo el modelo deplanta en el que se han independi-zado las áreas generales de las deproducción.
El software de Wonderware ba-sado en Archestra se denomina In-dustrial Application Server. Una Ap-plication Server puede serdistribuida en diferentes ordenado-res como parte de la galaxia, e inte-gra diferentes productos de Won-derware como InTouch paravisualización, Industrial SQL para al-macenamiento de datos históricos y
drivers para comunicaciones. Las plataformas utilizadas para este
proyecto han sido:• TS_01 servidor de aplicación
scada: plataforma que permite la co-nexión desde cualquier PC de la plan-
ta de sesiones de la aplicación sca-da, mediante Wonderware IntouchTerminal Services 9.0.
• APS_01 servidor de objetosprincipal: plataforma que contieneel motor del sistema, donde se eje- 77
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Control de procesos batch
n Sistema distribuido Archestra, de Wonderware.
Beneficios obtenidos
S istema distribuido, mejor monitorización y mantenimiento. La ge-neración de alarmas, eventos, datos históricos y gestión de comu-
nicaciones se desarrolla en los servidores APS_01 y APS_02 redundan-tes. La aplicación scada de InTouch TSE, permite que las aplicaciones(de Servicios Generales por un lado y Áreas Producción por el otro) re-sidan en un único servidor de Terminal Services y puedan ser visuali-zadas y mantenidas desde cualquier PC Standard de de la planta de Synt-hon.
• Redundancia. La gestión de los equipos se ejecuta en el servidorde objetos APS_01, encargado de las comunicaciones y el envío de da-tos al servidor InSQL_01. En caso de fallo del servidor o desconexión dela red, estas funciones se transfieren automáticamente al servidor APS_02.
• Servidor de datos. El servidor de datos históricos, InSQL_01, per-mite centralizar todos los datos de planta y ser visualizados desde cual-quier scada o aplicación externa. Facilita el backup de seguridad y man-tenimiento de los datos.
• Seguridad de accesos. El scada se basa en autentificación de usua-rios contra el dominio informático de la planta. Esto permite usar las po-líticas de usuarios y passwords estándares de la planta de Synthon, cum-pliendo con la normativa CFR21 parte 11 en cuanto a seguridad deacceso.
• Escalabilidad. Permite la ampliación del sistema dentro de la mis-ma arquitectura sin necesidad de paros de los sistemas ya operativos.
• Acceso a los datos en tiempo real. Mediante la herramienta Acti-ve Factory de Wonderware se puede acceder y analizar cualquier va-riable de la planta desde cualquier PC de la fábrica.
cutan los objetos de automatización,entendiendo éstos como dispositivosde la planta (climatizadores, etc.) o delpropio sistema (drivers). Ejecuta elintercambio de información con losdiferentes PLC a través de la red.
• APS_02 servidor de objetos re-dundante: plataforma que desarrollalas mismas funciones que el servidorAPS_01 en caso de fallo del primero.
• InSQL_01 servidor de Indus-trial SQL: plataforma que actúa comoservidor de datos históricos de regis-tros analógicos, alarmas y eventos.
Desarrollo del proyecto A principios del 2005 se ejecutó la im-plantación de la fase 1A del proyec-to, instalándose la infraestructurainicial de servidores, compuesta porTS_01, InSQL_01 y APS_01. Se pro-cedió a la eliminación gradual del sis-tema de control de clima existentedel área de producción, integrándo-lo en el nuevo sistema basado en Ar-chestra y dotándolo de nuevas fun-cionalidades como modos de trabajosremotos, automáticos y locales. Elcontrol pasó a desarrollarse en unPLC Siemens. La maniobra se ges-tionaba en un objeto de automatiza-ción residente en el APS_01, obede-ciendo órdenes que el usuarioejecutaba desde una aplicación sca-da abierta en el TS_01. Además, co-menzó la integración progresiva de lamonitorización de presiones de zonasde producción, así como de las con-diciones ambientales de los distin-tos almacenes existentes.
Todos los datos históricos genera-dos en el sistema se almacenaban enel servidor InSQL_01.
A mediados del 2005 se procedióa la ejecución de la fase 1B, instalandoel servidor redundante APS_02 a lainfraestructura inicial. Además, serealizaron operaciones de incorpo-ración de nuevos equipos de clima-tización del área de producción (pro-cedentes del sistema de controlexistente), monitorización de pre-siones de dos zonas de producción desólidos, cámaras de estabilidad y cli-máticas (mediante el acceso a equi-pos Eurotherm) e instalación de sis-tema de alarmas acústicos yluminosos en áreas de fabricaciónasociados a los parámetros críticos y
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397
Control de procesos batch
n Planta de producción.
n Sistema de monitorización y control.
n Equipo climatización área de producción.
en la recepción de la planta asocia-dos a cámaras de estabilidad y cli-máticas.
Durante los años 2006 y 2007 seprocedió a la incorporación total delos equipos e instalaciones asocia-das al área de producción al nuevosistema de control y supervisión.
Además, se creó una nueva es-tructura en paralelo dedicada al con-trol y supervisión de servicios gene-rales, con redes de comunicaciónindustrial, PLC y scada indepen-dientes, aprovechando las posibili-dades que ofrece una infraestructu-ra informática basada en tecnologíaArchestra.
La arquitectura diseñada permiteir incorporando nuevas instalacionesal sistema sin necesidad de inte-rrumpir la operatividad del mismo,garantizando la adquisición de datosy permitiendo una implantación sos-tenida en todos los departamentosinvolucrados.
Una vez finalizado el proyecto, sehabrá eliminado completamente elsistema de control y monitorizaciónoriginal, y sustituido por el nuevo,
en el que se integrarán todas las ins-talaciones y equipos de la planta deSynthon Hispania. Por otra parte,el sistema basado en la filosofía Ar-chestra permite seguir ampliando lascapacidades se control y monitori-zación de la planta de producciónmanteniendo la misma arquitecturay los mismos estándares de calidad.
Gracias a la implantación de este sis-tema, Synthon Hispania cumple to-
dos los aspectos regulatorios que exi-ge la agencia americana del medica-mento (FDA), ha superado satisfac-toriamente las auditorías realizadaspor este organismo y actualmentepuede vender sus productos en elmercado americano.
Ignasi Fernández FernándezIngeniero de Proyecto
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Control de procesos batch
n Integración servicios generales: equipos aire comprimido y nitrógeno.
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Motores eléctricos: hacia elincremento de la eficienciaLos grandes motores eléctricos acostumbran a tener unos rendimientossuperiores al 90% y, por tanto, son las máquinas con mayor eficienciaque existen (sólo superadas por los transformadores), pero éste no es elcaso de los pequeños motores eléctricos, pues sus rendimientos sonbastante más bajos. Es necesario que cambie la mentalidad de losusuarios para que exijan pequeños motores eficientes, en especial losdestinados a pequeños electrodomésticos y similares.
L as máquinas eléctricas tradi-cionales han sido el motor decontinua, el motor de induc-
ción y la máquina síncrona.El motor de inducción hasido, y hoy en día continúasiendo, el caballo de bata-lla en la industria, pues esel más barato y robusto condiferencia. Parece que latendencia puede cambiar,pues existen otros moto-res que empiezan a sercompetitivos en el precio yson mucho más eficientes,evitando, así, un despilfa-rro energético, con el con-secuente ahorro en la fac-
tura. La máquina síncrona se ha usa-do mayoritariamente como genera-dor y el motor de continua era la pie-
za esencial cuando la regulación develocidad era una de las imposicio-nes de la aplicación. Los converti-dores estáticos (electrónica de po-tencia) de hoy en día han cambiadoun poco este rol tradicional.
En cuanto a lo que se refiere a lospequeños motores eléctricos, siem-pre han sido un tema aparte y, aun-que heredan las tecnologías de sushermanos mayores, tecnológica-mente hablando siempre se han di-ferenciado debido a que están orien-tados a mercados con mucha másdemanda. Así, en referencia a su pro-ducción, siempre se busca minimizarlos costes, aunque esto suponga unpeor funcionamiento o una pérdidade rendimiento. Por ejemplo, la ma-yoría de los pequeños electrodo-mésticos sólo funcionan por un pe-riodo limitado de tiempo y para
n Tipos de motores de corriente alterna
Fuen
te: M
ecán
ica
Mod
erna
realizar una determinadastareas que hacen que sepueda apurar el diseño delas máquinas eléctricasasociadas al máximo, con-siguiendo así una disminu-ción del volumen, peso y,en consecuencia, de pre-cio. Pero debemos cambiarla manera de pensar. De-bemos invertir en ahorroenergético y eficiencia,pues es ampliamente co-nocido que la energía máseficiente de todas es la queno se consume. Se han de-sarrollado normativas paraidentificar y diferenciar losdistintos aparatos electro-domésticos en función desu eficiencia energética yya no sorprende a nadie la publicidadsobre los aparatos que realzan subajo consumo y gran eficiencia conla tendencia actual de la sostenibili-dad y la ecología.
Desde el punto de vista clásico, lospequeños motores eléctricos teníanque ser los de inducción (monofási-cos), los síncronos, los de continua
o una variante de estos últimos lla-mados motores universales. Los mo-tores síncronos presentan el proble-ma del arranque (no tienen par dearranque) y puesta en sincronismo y,según el tipo de carga, pueden per-der sincronismo con todo lo que estorepresenta y, como consecuencia, suuso queda restringido a motores muy
pequeños para aplicacio-nes muy específicas. Si-guiendo con el ejemplo delos pequeños electrodo-mésticos, en un principiose usaban motores de in-ducción de espira de som-bra o bien los motores uni-versales, pero gracias aldesarrollo de los imanespermanentes se sustitu-yeron por motores de con-tinua, aunque no en todaslas aplicaciones.
El gran desarrollo en loscompuestos de tierras ra-ras para la construcciónde imanes permanentesha hecho posible que parauna misma potencia útil, elmotor de continua nece-
sario para el accionamiento sea mu-cho más compacto y barato que cual-quier otro. Actualmente, además,están caducando las patentes co-rrespondientes a la tecnología de losimanes permanentes, cosa que favo-rece una posible bajada de precios y,por tanto, la posibilidad de cons-trucción de diferentes tipos de mo-
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n Tipos de motores de corriente continua.
Característica Motor DC Brushless DC Brushless AC Inducción
Conmutación Mecánica (colector Electrónica basada Electrónica basada Electrónicade delgas) en sensores Hall o en resolver o bien
bien ópticos encoder
Mantenimiento Periódico Poco Poco Poco
Vida Corta Larga Larga Larga
Curva Par/ Moderadamente Plana: Operación a Plana: Operación No lineal: Poco Velocidad plana (altas vueltas cualquier velocidad a cualquier velocidad par a bajas
se incrementa la con carga nominal con carga nominal vueltasfricción con escobillas)
Eficiencia Moderada Alta Alta Moderada
Potencia de salida/ Moderada/ Alta/Pequeño Alta/Pequeño Moderada/Volumen Pequeño Moderado
Inercia del rotor Alta (limita les carac- Baja Baja Muy altaterísticas dinámicas)
Rango de velocidades Bajo (limitaciones Alto Alto Altomecánicas)
Generación de ruido Alto Bajo Bajo Bajoeléctrico
Coste de producción Bajo Alto Alto Bajo
Control Simple y barato Poco complejo y Complejo y caro Complejo y caromoderadamente caro
tores basados en imanes permanen-tes.
Pero no son todo ventajas en losmotores de corriente continua, es de-cir, tienen ciertos inconvenientes quehacen pensar en la necesidad de bus-car soluciones alternativas. Un in-conveniente importante es el hechode la existencia del colector de del-gas y los arcos eléctricos que se pro-ducen debidos a la conmutación delas espiras y las perturbaciones elec-tromagnéticas asociadas a este hecho.El rendimiento también es un factora tener en cuenta, pues el máximoque se consigue para pequeños mo-tores de continua está alrededor del60% o como mucho del 65%.
El proceso natural sería pensar enel hecho de cambiar la conmutaciónmecánica (colector de delgas) porla conmutación electrónica (conver-tidores estáticos). Hasta hace relati-vamente poco tiempo el precio de laelectrónica era prohibitivo para po-der dar este paso, pero el desarrollode componentes electrónicos, asícomo el uso industrial que se está ha-ciendo de ellos han conseguido ba-jar los precios de manera extraordi-naria. Además, la exigencia crecientede más prestaciones y con lo que sepodría llamar más inteligencia entodo tipo de aplicaciones hacen ne-cesaria la presencia de microcon-
troladores. Todo esto, pues, hacepensar que ha llegado el momento deintroducir los convertidores estáticosen el control de motores y, especial-mente, en aquéllos que todavía no seha dado el paso: los pequeños mo-tores eléctricos.
Aparte del motor de continua, exis-ten muchas clases diferentes de mo-tores basados en los imanes perma-nentes, pero todos tienen unacaracterística común: necesitan decomponentes electrónicos para sucorrecto funcionamiento. Hasta hoyen día, quizás no se había prestadoatención debido al precio enorme-mente caro que costaba el conjuntomotor-convertidor, pero gracias aldescenso de los precios tanto de losimanes permanentes como de loscomponentes electrónicos que se ne-cesitan, quizás ha llegado el momen-to en que ya son competitivos y, portanto, no se pueden descartar de en-trada. Además, también se puede darel caso que el conjunto motor-con-vertidor sea un poco más caro peroque el sobrecoste se vea compensa-do, por ejemplo gracias al ahorro dela transmisión en accionamientos di-rectos, en ahorro en la facilidad demontaje durante la producción o in-cluso el ahorro en el (casi siempre ol-vidado) mantenimiento durante lavida útil de la máquina.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397INFORME
Motores eléctricos suministrados en España
En esta relación sólo apa-recen aquellas empresasconocidas por esta redac-ción que han respondido anuestra demanda de infor-mación.
Fabricante/Suministrador
Mod
elo
Tipo
de
mot
or
Comer Powertech/ Drive AX Asíncrono vectorial 380 0,27-310 1000/1500/ 3000-9000 2,58-846 8,5-2800 0,8-620 1,2-930 0,002-3,7 H/F 11-1170 IP54 Ventilación forzada de Mecánica Moderna 2500/ 4000 kg m2 serie. Encoder, frenowww.mecmod.com
Maxon Motor AG/ (1) CC con y sin escobillas 1,5-48 0,03-400 W 2000-35000 6000-100000 0,232-839 0,509- 0,265-10 0,480-233 0,0005-3060 — 2,8-2800 IP54 mo- Reductoras. Encoders.Maxon Motor 16000 gcm2 delo RE75 Electrónicas de control.Ibérica, S.A. Frenoswww.maxonmotor.es
Mellor/Ermec AC SC9 — 24-415V AC 15-70W 2500 30 Nm — — — — — — — — —www.ermec.com/mellor
Mitsubishi Electric HF-KP053- Servomotor brushless 200Vca 0.05-0,4 3000 6900 0,16-2,4 0,48-7,2 0,9-5,2 2,7-15,6 5,2-143 B 0,35-2,9 IP65 —www.mitsubishi- KP73automation.es
Omron Yaskawa Sigma-2 Servomotor 230 y 400 30w-55Kw 1500, 3000 3000 y 6000 0,1-350/ 0,2-700 0,4- 150 0,1.3 -310 1,7-197000 B 0,3-18 IP55 Comunicaciones Profibus-Motion Control y 6000 70350 DP, DeviceNet, Mechatro-www.omron.es link-II, Can-Open, protoco-
lo libre. Tarjeta de controlPTP y tarjeta de 1,5 ejes.Full-closed encoder
Sigma-5 Servomotor 230 y 400 50w-5Kw 1500, 3000 y 6000 3000 y 6000 0,1-28,4/ 0,2-71,1 0,4- 16,5 0,1.3-40,5 F Desde IP67 Idem anterior más módulo70350 1,7-7600 0,3 -18 de seguridad
Fuen
te: S
chne
ider
Ele
ctric
.
(1) Motores con escobillas. Programas RE, A, F, Amax, RE Max. Motores brushless, programas EC, Ecmax, EC, Powermax, EC Flat.
83
Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónINFORMETe
230-400/ 0,09-11 750/1000/ — — — 0,33-15 — — F — IP55 Sondas térmicas. Resis-400-690 1500/3000 tencias de caldeo. Venti-
lación forzada. Dobleextremo de eje. Encoder,Rodamientos aislados.Tensiones especiales
230 0,12-3/ 1500/3000 — — — 1,89-21,88/ — — F 6,5-35 IP55 Idem anterior0,25-3 1,99-18,6 a 27
230-400/ 0,12-900 750/1000/ — — — — — — F Hasta IP55 Idem anterior400-690 1500/3000 4000
1/6/10 185-3150 750/1000/ — — — 22,8-315 — — F Hasta — —1500/3000 6000
s 7,2 78,47W 27500 32,62 mNm — — — — — — — — —
as 1,5-48 0,03-400 W 2000-35000 6000-100000 0,232-839 0,509- 0,265-10 0,480-233 0,0005-3060 — 2,8-2800 IP54 mo- Reductoras. Encoders.16000 gcm2 delo RE75 Electrónicas de control.
Frenos
24-415V AC 15-70W 2500 30 Nm — — — — — — — — —
ss 200Vca 0.05-0,4 3000 6900 0,16-2,4 0,48-7,2 0,9-5,2 2,7-15,6 5,2-143 B 0,35-2,9 IP65 —
ss 200Vca 0.05-0,75 3000 6900 0,16-2,4 0,48-7,2 1,1-5,6 3,2-16,7 1,9-60 B 0,35-2,9 IP65 —
ss 200Vca 0,5-7 2000 3450 2,39-33,4 7,16-100 2,9-16 8,7-48 610-15400 F 4,8-32 IP67 —
ss 400Vca 11-55 2000 2300 52,5-263 158-657 32-143 96-358 10500- F 55-250 IP44 —131000
230 y 400 30w-55Kw 1500, 3000 3000 y 6000 0,1-350/ 0,2-700 0,4- 150 0,1.3 -310 1,7-197000 B 0,3-18 IP55 Comunicaciones Profibus-y 6000 70350 DP, DeviceNet, Mechatro-
link-II, Can-Open, protoco-lo libre. Tarjeta de controlPTP y tarjeta de 1,5 ejes.Full-closed encoder
230 y 400 50w-5Kw 1500, 3000 y 6000 3000 y 6000 0,1-28,4/ 0,2-71,1 0,4- 16,5 0,1.3-40,5 F Desde IP67 Idem anterior más módulo70350 1,7-7600 0,3 -18 de seguridad
Max. Motores brushless, programas EC, Ecmax, EC, Powermax, EC Flat.
En las figuras de las páginas 80 y81 se han representado unos esque-mas con la clasificación de los mo-tores eléctricos atendiendo a su ten-sión de alimentación. Los dos grandesgrupos corresponden a los motoresde continua y a los de alterna. De to-dos estos tipos de máquinas eléctri-cas, descartadas las de inducción ylas de continua, sólo quedan las má-quinas síncronas, las cuales necesi-tan de un convertidor estático parapoder arrancarlas y evitar, también,la pérdida de sincronismo. De todaslas clases de máquinas síncronas, lasque tienen un rendimiento más ele-vado (mejor eficiencia energética),un ratio potencia/volumen elevado y,en definitiva, las más interesantespara poder competir con los motoresde continua con colector de delgas,son las clasificadas como motores decontinua sin escobillas (brushlessDC), sinusoidal con imanes perma-nentes (también llamada brushlessAC en la literatura) y la de reluc-tancia conmutada.
Motor de continuaActualmente, el motor de continuaes el sistema más barato, pero no elmás eficiente, especialmente en losmotores pequeños. No tiene compe-tencia posible en cuanto al ratio vo-lumen/potencia, elementos electró-nicos necesarios, control, fabricación,etc. Sólo se debe pensar en su sus-titución en caso que se produzca uno
de los siguientes cuatro casos:• Si así lo obligan las leyes actua-
les o que entrarán en vigor en un fu-turo próximo, como pueden ser lasnormativas de compatibilidad elec-tromagnética, de eficiencia energé-tica, medio ambiente o cualquier otra.
• Si se quiere incrementar sus-tancialmente las prestaciones delequipo que acciona, de manera quese quiere tener máxima flexibilidaden cuanto a perfil de velocidades,par, limitación de intensidad, incre-mento de vida útil, etc.
• Si se desea un cambio de dise-ño total en cuanto a la forma cons-tructiva para poder tener un cam-bio revolucionario en la estética delequipo (esto es especialmente im-portante en aparatos como los elec-trodomésticos). Esta opción tambiénincluye cambiar el diseño construc-tivo del motor de continua mante-niendo el colector de delgas (porejemplo, un motor de continua derotor plano).
• En las aplicaciones donde lafuente de energía es a partir de ba-terías de baja tensión y el rendi-miento pasa a tener una considera-ción especial (maximizar autonomía),puede pensarse en los motores demáxima eficiencia energética (brush-less AC).
Motor universalEl motor universal es, en realidad,una variante del motor de continua.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397INFORME
Motores eléctricos suministrados en España
En esta relación sólo apa-recen aquellas empresasconocidas por esta redac-ción que han respondido anuestra demanda de infor-mación.
Sew Eurodrive DT/DV Asíncronos Estándar: 0.09-200 2 pares de Aprox. 6100 0,63-1290 Hasta 330% 0,29-350 Hasta 110- Estándar 6,1-1300 IP54 Opc.: Freno (con distintos www.sew-eurodrive.es 230/400 polos: del par 710% de 3190000 B Opc.: pares de frenado). Palanca
400/690 Vca 2650-2930/ nominal corriente sin freno Opc.: IP69K de desbloqueo de freno. Otras tensio- 4 pares: nominal 120- F/H Detectores de desgaste denes opc. 1300-1480/ 3300000 freno. Sensor de vibracio-
6 pares: con freno nes. Sondas térmicas. 870-985/ Encoders incrementales y8 pares: absolutos. Conectores2650-2930 (HAN10 y modulares).
or 230-400 0,79-2,48 2500-3000 6000 3-7,90 9,60-40,50 1,60-10,90 6,3-66,3 1,400-4220 F 4,3-9,2 65 —
or 230-400 1,67-5,06 1500-3000 4000 9,20-10,60 27-131,90 4-15,2 10,8-95,6 7,410-23,7 F 11,9-26 65 —
or 400 4,43-9,42 1500-3000 3800 28,20-70,45 110-330 9,10-17,90 40,4-136,1 71,400-190 F 33-67 65 —
or 230-400 0,40-0,88 4000-8000 9000 0,48-1,05 1,50-3,50 0,62-2,50 2,9-11,9 0,059-0,134 F 1,2-10,8 65 —
or 230-400 0,44-1,45 3000-6000 8000 1,40-2,30 3,50-11,30 0,90-5,20 3,1-29,2 0,250-0,580 F 2,1-3,6 65 —
120-600 0,5-2200 0-3500 — — — — — — F — 23 —
a 400 83-377 1500 6000 — — — — — F — 23 —
400 0,37-700 1500 6000 — — — — — F — 23 —
Estándar: 0.09-200 2 pares de Aprox. 6100 0,63-1290 Hasta 330% 0,29-350 Hasta 110- Estándar 6,1-1300 IP54 Opc.: Freno (con distintos 230/400 polos: del par 710% de 3190000 B Opc.: pares de frenado). Palanca 400/690 Vca 2650-2930/ nominal corriente sin freno Opc.: IP69K de desbloqueo de freno. Otras tensio- 4 pares: nominal 120- F/H Detectores de desgaste denes opc. 1300-1480/ 3300000 freno. Sensor de vibracio-
6 pares: con freno nes. Sondas térmicas. 870-985/ Encoders incrementales y8 pares: absolutos. Conectores2650-2930 (HAN10 y modulares).
La excitación (creación del campomagnético) del motor de continuapuede ser con imanes permanenteso con devanados (bobinas). El mo-tor de continua con excitación me-diante devanados se puede conectarde tres maneras:
• Devanado de excitación inde-pendiente del inducido: Este tipo deconexión requiere dos fuentes de ali-mentación diferenciadas y, por tan-to, su uso debe estar bien justifica-do. En la industria se usa gracias ala gran flexibilidad que proporcionaa la hora de poder controlar el par yla velocidad del motor de manera in-dependiente.
• Devanado de excitación en pa-ralelo con el inducido: Este tipo deconexión del devanado de excita-ción es el más parecido al motor decontinua con excitación con imanespermanentes, es decir, el flujo de ex-citación es constante si la tensión dealimentación lo es. El volumen, pre-cio y coste de fabricación hacen queno pueda competir con el motor decontinua de imanes permanentes depequeña potencia.
• Devanado de excitación en se-rie con el inducido: Este tipo de co-nexión del motor de continua tieneunas propiedades que lo hacen inte-resante. La principal es su gran parde arranque, cosa que tradicional-mente ha hecho que se usara en trac-ción eléctrica (grandes motores) y enmáquinas-herramienta portátiles (pe-queños motores). También se le lla-ma motor universal debido a que tan-to si se alimenta en corrientecontinua como en corriente alterna,el motor gira en el mismo sentido.Esto, en un principio, puede parecersorprendente pero la explicación es
muy sencilla. En corriente continua,la corriente que crea el campo y lacorriente de inducido hacen que elmotor gire en un sentido. En co-rriente alterna, durante la parte po-sitiva de la onda sinusoidal se pue-de pensar que es corriente continua(variable pero continua) y, por tan-to, el motor gira en el mismo senti-do que en el caso de alimentarlo encontinua. Durante la parte negativade la onda sinusoidal resulta que lacorriente de inducido cambia de po-laridad, pero como también lo haceel campo que crea (flujo) debido aque es la misma corriente que fluyepor el devanado de excitación, en-tonces se tiene que el par continúasiendo en el mismo sentido.
Motor de inducciónEl motor de inducción monofásicocon espira de sombra o un devana-do auxiliar tiene un par de arranquebajo y su rendimiento no es elevado.Se trata de motores que giran, perono lo realizan en condiciones óptimasdebido a las pulsaciones de campoque se producen debido a que la ali-mentación es monofásica (o bifásica).Está claro que lo mejor sería que elmotor de inducción fuera trifásico(o hexafásico) para conseguir uncampo giratorio sin pulsaciones per-turbadoras. Esto implica que se debedisponer de fuente de alimentacióntrifásica y, por tanto, no es viable enel ambiente doméstico (sector demuchos pequeños motores). De to-das formas se podría pensar en po-ner un convertidor estático para pa-sar de corriente alterna monofásicaa continua y de continua a alterna tri-fásica. Esta solución podría ser acon-sejable si la aplicación permite el in-
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Motores eléctricos suministrados en España
En esta relación sólo apa-recen aquellas empresasconocidas por esta redac-ción que han respondido anuestra demanda de infor-mación.
Fabricante/Suministrador
Mod
elo
Tipo
de
mot
or
Sew (cont.) DR (Nueva Asíncronos Estándar: 0,12-200 4 pares de Aprox. 6100 0,83-1290 280% del 0,39-350 820% de 360- Estándar: 6,1-1300 Estándar: Idem anterior más encoder gama) 230/400 polos, par corriente 3190000 B. Opc.: IP54 integrado.
400/690 Vca. 1300-1484 nominal nominal sin freno/ F/H Opc.:Otras tensio- 480-3300000 IP69Knes opc. con freno
CT/CV Asíncronos 330-345 Vca 0,37-45 4 tipos Aprox. 6100 3-200 Hasta 567 1,39-110 Hasta 250 460-234000 Estándar: 7-307 Estándar: Encoder (incrementaldiferentes: sin freno/ F IP54 o absoluto). Siempre con1200, 1700, 550-247500 Opc.: H Opc.: sondas térmicas. Necesa-2100, 3000 con freno IP66 rio variador vectorial. Opc.:
Freno (con distintos pares de frenado). Palanca dedesbloqueo de freno. De-tectores de desgaste defreno. Sensor de vibracio-nes. Conectores (HAN10y modulares). Volante pe-sado. Ventilación forzada.
CM Servomotores 230/400 Vca 1-32 4 tipos 6000 1-68 Hasta 238 1,65-66 Hasta 264 48-19000 Estándar: 2,8-59,8 IP66 Encoder (resolver osíncronos diferentes: sin freno/ F absoluto). Sondas térmicas. Necesa-
2000, 3000, 83-20900 Opc.: H rio variador vectorial. Opc.:4500, 6000 con freno Freno. Palanca de desblo-
queo de freno. Sensor devibraciones. Conectores(Phoenix). Ventilaciónforzada
CMP Servomotores 400 Vca 0,15-4,5 3 tipos 6000 0,5-7,1 Hasta 30,4 1,2-9,3 Hasta 10-269 sin Estándar: 1,3-8,5 IP66 Idem anteriorsíncronos diferentes: 55,8 freno/ F
3000, 4500, 13-303 con Opc.: H6000 freno
Siemens 1LA9/ 1LE1/ Trifásico. Jaula de 230-575 0,09-1000 750/1000/ — — — — — — F 4000 55 Sondas térmicas. www.siemens.es 1LG6 ardilla 1500/3000 Resistencias de caldeo.
Vascat, S.A MAC-R Asíncrono vectorial 400 0,5-15 1500-3000 5000 5-100 2xpar Según 2xI Según F/F Según IP53 Encoder, freno, etc.www.vascat.es nominal bobinado nominal tamaño tamaño
MAC-Q Asíncrono vectorial 400 1-480 400-6000 9000 38-2800 2,5xpar Según 2,5xI Según F/H Según IP23 o Encoder, freno, etc.nominal bobinado nominal tamaño tamaño IP54
MDD Síncrono torque 400 1-170 80-2000 4000 -155-4800 3xpar Según 3xI Según F/H Según IP54 Encoder, freno, etc.nominal bobinado nominal tamaño tamaño
ID Corriente continua 440 1-300 400-3000 5000 14-2500 2xpar Según 2xI Según F/H Según IP23 Dinamo, encoder, freno, nominal bobinado nominal tamaño tamaño presostato, etc.
Tipo Imanes permanentes Devanados Escobillas
1 Rotor interior Estator exterior No
2 Rotor exterior Estator interior No
3 Estator interior Rotor exterior Sí (3)
4 Estator exterior Rotor interior Sí (3)
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Accesorios
en España
Estándar: 0,12-200 4 pares de Aprox. 6100 0,83-1290 280% del 0,39-350 820% de 360- Estándar: 6,1-1300 Estándar: Idem anterior más encoder 230/400 polos, par corriente 3190000 B. Opc.: IP54 integrado.400/690 Vca. 1300-1484 nominal nominal sin freno/ F/H Opc.:Otras tensio- 480-3300000 IP69Knes opc. con freno
330-345 Vca 0,37-45 4 tipos Aprox. 6100 3-200 Hasta 567 1,39-110 Hasta 250 460-234000 Estándar: 7-307 Estándar: Encoder (incrementaldiferentes: sin freno/ F IP54 o absoluto). Siempre con1200, 1700, 550-247500 Opc.: H Opc.: sondas térmicas. Necesa-2100, 3000 con freno IP66 rio variador vectorial. Opc.:
Freno (con distintos pares de frenado). Palanca dedesbloqueo de freno. De-tectores de desgaste defreno. Sensor de vibracio-nes. Conectores (HAN10y modulares). Volante pe-sado. Ventilación forzada.
230/400 Vca 1-32 4 tipos 6000 1-68 Hasta 238 1,65-66 Hasta 264 48-19000 Estándar: 2,8-59,8 IP66 Encoder (resolver odiferentes: sin freno/ F absoluto). Sondas térmicas. Necesa-2000, 3000, 83-20900 Opc.: H rio variador vectorial. Opc.:4500, 6000 con freno Freno. Palanca de desblo-
queo de freno. Sensor devibraciones. Conectores(Phoenix). Ventilaciónforzada
400 Vca 0,15-4,5 3 tipos 6000 0,5-7,1 Hasta 30,4 1,2-9,3 Hasta 10-269 sin Estándar: 1,3-8,5 IP66 Idem anteriordiferentes: 55,8 freno/ F3000, 4500, 13-303 con Opc.: H6000 freno
230-575 0,09-1000 750/1000/ — — — — — — F 4000 55 Sondas térmicas. 1500/3000 Resistencias de caldeo.
Ventilación forzada. Dobleextremo de eje. Encoder.Rodamientos aislados.Tensiones especiales
400 0,5-15 1500-3000 5000 5-100 2xpar Según 2xI Según F/F Según IP53 Encoder, freno, etc.nominal bobinado nominal tamaño tamaño
400 1-480 400-6000 9000 38-2800 2,5xpar Según 2,5xI Según F/H Según IP23 o Encoder, freno, etc.nominal bobinado nominal tamaño tamaño IP54
400 1-170 80-2000 4000 -155-4800 3xpar Según 3xI Según F/H Según IP54 Encoder, freno, etc.nominal bobinado nominal tamaño tamaño
440 1-300 400-3000 5000 14-2500 2xpar Según 2xI Según F/H Según IP23 Dinamo, encoder, freno, nominal bobinado nominal tamaño tamaño presostato, etc.
cremento de coste que la introduc-ción de elementos electrónicos su-pone. De todas formas, poder asumirel coste de la electrónica quiere de-cir, seguramente, que también se po-dría asumir el coste de un motorbrushless AC en lugar del motor deinducción trifásico con el consi-guiente aumento del rendimiento,menor volumen, etc.
Motor de reluctanciaconmutadaLos motores de reluctancia conmu-tada son los que tienen el rotor mássimple de todos y, por tanto, el másbarato. El rotor consta de material fe-rromagnético y como su nombre in-dica, su principio de funcionamien-to es por la diferencia de reluctanciaque se presenta según la posicióndel rotor respecto el estator. Esta di-ferencia de reluctancia es debida a losdientes (polos) que obligatoriamen-
te hay en el rotor. En realidad, sufuncionamiento es como el de unmotor paso a paso. El gran problemaque presentan estos tipos de motores que el par es muy pulsante y, enconsecuencia, sólo se aplican en apa-ratos donde el ruido no es un factorclave y donde la velocidad de giro delmotor debe ser muy elevada. Comoejemplo se pueden citar máquinasherramienta o un aspirador.
Motor brushless ACEl motor llamado brushless AC es,en realidad, un motor síncrono conexcitación de imanes permanentes.La imagen clásica de este motor escon los devanados en el estator (ex-terior) y los imanes permanentes enel rotor (interior). La gran diferen-cia con la máquina síncrona con de-vanados de excitación es que para po-der alimentar ésta se necesitan unosanillos y escobillas para transmitir la
corriente continua necesaria al rotor.La diferencia de estas escobillas conlas del motor de continua es que eneste caso no hay conmutaciones y,por tanto, no existe la problemáticaasociada a los arcos eléctricos y a lasperturbaciones correspondientes.Los devanados trifásicos del estatorson idénticos y también lo son a losdel estator de un motor de induc-ción trifásico. Por tanto, los devana-dos de las tres fases deberían estar(en el caso más favorable) distribui-dos, acortados e inclinados. Para po-der funcionar correctamente, el mo-tor brushless AC, necesita unconvertidor estático y el algoritmo decontrol necesita conocer la posicióndel rotor del motor con cierta preci-sión. También se conocen con el nom-bre de brushless sinusoidales debi-do a la forma de la onda de tensiónque generan si se hace girar el rotor.
Con las máquinas eléctricas no se
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E n el mundo de los fabricantes de máquinas y de bie-nes de equipo hace mucho tiempo que se ha iniciado
el debate: ¿hasta cuándo se tendrá que esperar para quela tecnología de los actuadores lineales sea económica-mente viable para incorporarla masivamente en las má-quinas?
Evidentemente, esta pregunta no tiene una respues-ta nada fácil, pero la aparición de nuevos módulos deelectrónica de potencia, así como la mejora de los al-goritmos de control, han hecho que hayan aparecido enel mercado motores lineales con unas prestaciones ca-lidad-precio muy interesantes.
Gracias a estos motores, el diseño mecánico se sim-plifica notablemente, ya que simplifica la cadena de trans-misión de la energía mecánica. El motor lineal va a per-mitir controlar con unas elevadas prestaciones elmecanismo, ya que se ahorran todos los elementos quetransforman el movimiento de rotativo a lineal y que pro-vocan que en el sistema aparezcan efectos no deseadosy poco controlables. Por ejemplo, no será necesario pre-ver la aparición del juego en la transmisión o de la tor-sión en los acoplamientos. Esto es de una importanciavital en máquinas donde la precisión final del eje tieneque ser muy elevada.
Otro factor que hay que tener en cuenta a la hora dehacer el diseño de la máquina va a ser que utilizando es-
tos elementos se van a poder conseguir aceleracionesmuy elevadas, incluso cuando la carga del eje sea muyelevada. Precisamente la no existencia de juegos en lastransmisiones va a hacer posible que la fiabilidad y la ro-bustez de este tipo de movimientos sea muy elevada.Usando estos elementos se puede llegar a dinámicas con-troladas hasta ahora impensables, por ejemplo acelera-ciones de 10G, velocidades lineales de hasta 10 m/s yprecisiones de 1 µm.
Un elemento muy interesante a tener en cuenta es quees necesario un convertidor para el control de los mo-tores lineales. Este elemento programable va a ser quienva a cerrar los lazos de control del eje, ya sea de velo-cidad o un bucle de posición (que es lo más habitual).Gracias a los grandes avances de las capacidades de losmicroprocesadores que realizan este control, se van apoder suprimir la excitación de frecuencias que provo-quen resonancias en alguna parte de la máquina. Estacaracterística puede ayudar a resolver problemas deresonancias que usando otras tecnologías serían difíci-les de solucionar.
El desarrollo y la mejora de los algoritmos de control,así como las herramientas proporcionadas por los fa-bricantes para el ajuste y la puesta en marcha de los equi-pos, ha hecho que actualmente ya no sea totalmente des-cabellado incluir actuadores lineales en una aplicación.
Mejorando las prestaciones de los motores lineales
debe perder nunca de vista la relati-vidad del estator y del rotor, es de-cir, qué es lo que se mueve y qué eslo que estará fijo. Está claro que lasmáquinas eléctricas son muy flexiblesy se pueden adaptar a cada aplicacióny como ejemplo se puede decir queun motor síncrono puede tener laexcitación interior fija y los devana-dos al exterior móviles (con escobi-llas para transmitir la corriente).También hay que tener presente entodo momento que el rotor no debeestar forzosamente dentro de la má-quina, es decir, se puede crear unmotor síncrono con los devanadosfijos interiores y los imanes perma-nentes móviles al exterior. Y paraacabar de mencionar todas las posi-bilidades, si la aplicación lo requie-re, se puede tener un motor síncro-no con la excitación con imanespermanentes fija en el exterior y losdevanados trifásicos móviles en el
interior (con las correspondientesescobillas para la transmisión de laenergía). En la tabla de la página 86se muestra un resumen de las posi-bilidades constructivas de un motorsíncrono (cilíndrico) con excitaciónde imanes permanentes.
Para la aplicación en pequeños mo-tores eléctricos es posible que el mo-tor brushless AC tenga un coste deproducción un poco elevado en com-paración con el brushless DC, que se-ría el sustituto natural del motor decontinua con escobillas. Esto es de-bido a que los devanados no son con-centrados como en el caso del motorbrushless DC. De todas maneras,aunque el motor brushless AC tu-viera el mismo coste, para poder con-trolarlo es necesaria la posición delrotor con cierta exactitud y, por tan-to, el sensor correspondiente es bas-tante caro.
En la actualidad, el motor brush-
less AC se utiliza en servosistemaspara robótica, control de ejes y, en ge-neral, en aplicaciones donde quedajustificado el alto precio del motor ydel sensor de posición (que acos-tumbra a ser un resolver o un enco-der) y donde las altas prestaciones quese pueden conseguir con este tipo demotor son imperativas para la aplica-ción. Los diferentes algoritmos decontrol se basan en lo que se llamacontrol vectorial, donde se necesitauna gran potencia de cálculo.
En el mundo industrial, el motorbrushless AC está compitiendo, hoyen día, con el motor de inducción, es-pecialmente en aplicaciones que norequieren grandes dinámicas peroque, en cambio, necesitan regular lavelocidad. Para estos casos existenalgoritmos de control en lazo abier-to (sin realimentación de la posición)para poder hacer funcionar el siste-ma de manera estable. Las aplica-
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónINFORME
En este punto se tiene que comentar alguna de las des-ventajas que tienen estos motores y que es la refrige-ración. Para potencias elevadas, será necesario diseñarun buen sistema de refrigeración, incluso en según quéaplicaciones será necesario refrigerar el motor medianteun circuito hidráulico.
Lo que sí es actualmente muy interesante son los pe-queños motores lineales de poca potencia, utilizados paramover pequeños cabezales rápidamente. Estos motoreshan tenido una evolución muy rápida e importante.Ahora es muy fácil encontrar actuadores, de bajo cos-te y con unas elevadas prestaciones. La instalación deestos motores en los cabezales de las máquinas-herra-mienta disminuye el peso total de la parte móvil y au-menta la velocidad, la repetibilidad y la precisión de lostrabajos a realizar. De todos estos puntos, quizás el másimportante es el hecho que supone una disminución del
peso y del volumen ocupado, ya que se ahorra el reductor,el tornillo-sin fin y los acoplamientos. Estos motores, engeneral, no necesitan una refrigeración importante. Eneste sentido, tienen las mismas características que losmotores brushless.
Sin ninguna duda, actualmente a la hora de plantearun nuevo diseño o de rediseñar mejoras en las máqui-nas que se están fabricando, hay que tener en cuentaesta tecnología que, aunque no sea nueva, puede dotara las máquinas de unas prestaciones no asumibles has-ta ahora.
Páginas de algunos fabricantes de motores lineales:
www.linmot.com www.aerotech.com www.baldor.com
ciones típicas son la ventilación, lasbombas centrífugas y similares, don-de el par a desarrollar es bajo a ba-jas vueltas y depende suavemente(no hay cambios abruptos) de la ve-locidad del motor.
Aunque las prestaciones que sepueden conseguir con los motoresbrushless AC son grandes, se creeque no son de aplicación en motoresde pequeña potencia (pequeño elec-trodoméstico y similares) debido alcoste que implica. De todas formas,se debe mantener la vigilancia tec-nológica para tenerlo en cuenta si elprecio de los componentes asocia-dos baja considerablemente o bien sila aplicación requiere de prestacio-nes elevadas en cuanto a fluctuacio-nes de par, velocidad, etc.
Motor brushless DCEl motor de continua sin escobillas pa-rece, como ya se ha comentado, elsustituto natural del motor de conti-nua con colector de delgas. Sustitu-yendo el motor de continua por unbrushless DC (o brushless AC) sepuede conseguir un funcionamientocon mejor eficiencia energética, me-jor confort (menos vibraciones, me-nos ruido) y más fiabilidad, aparte depoder conseguir un incremento de lavida útil del aparato que acciona. Losmotores brushless DC también se lla-man brushless trapezoidales debido
a la forma de la onda de tensión quese genera si se hace girar al rotor.
Los motores brushless DC tienenlos devanados concentrados y ma-yoritariamente son diseños realizadosa medida de la aplicación. La aplica-ción típica de muy pequeños moto-res de este tipo son los ventiladorespara CPU (microprocesadores de or-denadores). La conmutación mecá-nica existente en los motores de con-tinua se sustituye por unaconmutación electrónica en los mo-tores brushless DC. El motor tradi-cional de continua tiene la excita-ción en el exterior (con imanespermanentes) y la parte de inducidoen el interior mientras que el típicobrushless DC tiene los imanes per-manentes en el interior (rotor) y losdevanados concentrados en el exte-rior (estator).
Los motores brushless DC y AC
son los motores más compactos quese pueden construir, es decir, tienenel mayor ratio potencia/peso. Estoes posible gracias a que son los mo-tores de mayor eficiencia energética(rendimiento), es decir, son los mo-tores que tienen el menor ratio pér-didas/potencia. Además, se puedeconseguir fácilmente que su par dearranque sea de tres a seis veces elde servicio continuo.
Lo mismo que se ha comentadopara los motores brushless AC res-pecto a la relatividad del que es el ro-tor y que es el estator y si el rotor estáen la parte interior o exterior, tam-bién se puede aplicar a los motoresbrushless DC. De todas formas, sedebe recordar que algunas de lascombinaciones implican la existenciade escobillas (el motor no será sin es-cobillas), aunque, gracias a la con-mutación electrónica, en estas esco-billas no se generarán arcoseléctricos.
En lo que se refiere al control dela electrónica necesaria para hacerfuncionar los motores brushless DCse necesita conocer la posición del ro-tor aunque con mucha menos preci-sión que en los motores brushlessAC. En realidad, sólo hace falta co-nocer la posición del rotor en inter-valos de sesenta grados eléctricos,cosa que se puede realizar de mane-ra bastante económica mediante sen-sores ópticos o mediante sensoresHall colocados oportunamente. Elcontrol de un motor brushless DC esmucho más sencillo que el de un mo-tor brushless AC, cosa lógica, pueses como comparar el control de unmotor de continua con el control deun motor de alterna (por ejemplo deinducción) y, por tanto, el coste seráinferior.
Samuel Galceran,Josep Rafecas,Lluis Juncosa,Antoni SudriàCITCEA-UPCwww.citcea.upc.eduwww.epe2009.com
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397INFORME
• Permanent-magnet motortechnology. Jacek F. Gieras, Mit-chell Wing. Dekker. ISBN: 0-8247-9794-9.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
Control optimizado ADEXde un splitter de nafta
L as variables más significativasen la operación del procesoson la presión en la cabeza, el
nivel de hidrocarburos en la base yla temperatura de separación. Entredichas variables existe una gran in-teracción e incluso con frecuenciase presentan fenómenos de acopla-miento entre las mismas. En conse-cuencia, el análisis comparativo con-templa el control simultáneo de lastres variables con una y otra meto-dología. Los resultados ponen de re-lieve las ventajas del control optimi-zado ADEX en la estabilización de lasvariables de la columna, reduciendola desviación estándar de la presiónen cabeza aproximadamente 4,7 ve-ces la conseguida por el control con-vencional y la de la temperatura apro-ximadamente a la mitad, al mismotiempo que hace desaparecer los fe-
nómenos de acoplamiento previa-mente considerados.
El splitter separa la nafta ligera yla pesada de dos corrientes de hi-drocarburos que alimentan la co-lumna en su parte superior; una delas corrientes proviene de una co-lumna de estabilización y la otra deuna columna de destilación atmos-férica. Una separación satisfactoria delas naftas requiere del control de lapresión en la cabeza de la columna,el nivel de la nafta pesada en la basey la temperatura de la columna.
Metodología, controloptimizado y sistemas ADEXLa metodología de control adaptati-vo predictivo experto (ADEX) nacede la integración del control adapta-tivo predictivo con los principios bá-sicos del control experto, con el fin de
proporcionar una solución única ycompleta en control de procesos, ca-paz de superar los problemas de ro-bustez del control AP y la carenciametodológica del control experto paraoptimizar la operación del proceso.
ADEX combina pues control APcon control experto definiendo do-minios de operación para cada unode ellos en una estructura de controlintegrada. La evolución de las varia-bles del proceso u otras condicionesde operación determinan si se apli-ca al proceso control adaptativo pre-dictivo o control experto, de acuer-do con el correspondiente dominioADEX.
La metodología ADEX está dise-ñada para permitir configurar el con-trolador de forma que, en cada uno delos posibles dominios, pueda utilizarla mejor información de la que se dis-ponga del proceso para aplicar controlAP o control experto, según sea elcaso. De esta forma, ADEX combinay se beneficia de la experiencia deloperador, que define en cada dominiode operación las reglas del control ex-perto o la mejor forma de aplicaciónde la tecnología adaptativa predicti-va para la modelización en tiemporeal de la relación causa-efecto delproceso y el guiado predictivo de susvariables. Todo ello garantiza la ro-bustez en el rendimiento de los con-troladores ADEX y permite la aplica-ción de control optimizado como sedefine a continuación.
Después de comparar la operación del splitter de naftas C-30 de larefinería de Repsol situada en Puertollano bajo control convencional ybajo control optimizado ADEX se pone de relieve que los resultadosobtenidos bajo este último control muestran una mayor precisión de lasvariables críticas y, particularmente, de la presión en cabeza y de latemperatura de separación, una gran estabilidad en la operación de lacolumna y la desaparición de los fenómenos de acoplamientosfrecuentes en la columna bajo control convencional.
Control optimizado ADEXLa combinación del control expertocon el control AP, aplicado cada unoen sus respectivos dominios, conlle-va la posibilidad de optimizar el con-trol del proceso.
Como ya se ha mencionado, el con-trol experto tiene como objetivo bá-sico conducir las variables del procesohacia los dominios AP, donde se de-sea optimizar el control del proceso.La aplicación de control AP en dichosdominios, gracias a la actuación delmecanismo de adaptación, reduciráel error de predicción rápidamentehacia cero. Cuando esto ocurre, de-bido a la práctica ausencia de errorde predicción, será posible guiar laevolución de las variables del proce-so en la forma que se desee, única-mente con la restricción lógica delas limitaciones físicas de lo que elproceso puede hacer.
En este contexto, el criterio parael diseño de la evolución deseada delas variables del proceso no depen-derá en absoluto de consideracionesde estabilidad, como es el caso típi-co de cualquier sistema de control ba-sado en controladores PID, sino quepodrá centrarse plenamente en elobjetivo de optimizar el rendimien-to del proceso, sin otra restricciónque las previamente mencionadas li-mitaciones físicas del mismo.
En este sentido, el control ADEXpermite llevar a cabo lo que se defi-ne como control optimizado, es de-cir, aquél que optimiza el rendimientodel proceso. Obviamente, alcanzarel objetivo de control optimizado con-lleva la elección correcta del criteriopara el diseño de la evolución de-seada de las variables del proceso.
En consecuencia, consideraremosen general la aplicación de controla-dores ADEX en el contexto de es-trategias que materializan el correc-to criterio que permite alcanzar elobjetivo de control optimizado.
Plataformas, sistemas yproductos de optimizaciónPara llevar a cabo la aplicación in-dustrial de estrategias de control op-timizado (ECO) basadas en la apli-cación de controladores ADEX, sehan desarrollado plataformas soft-ware.
La plataforma software ADEX COP(Control & Optimization Platform)permite desarrollar, verificar en si-mulación y aplicar ECO actuando enparalelo (On Top) con el sistema yainstalado (sistema local) que con-trola el proceso en cuestión, comu-nicándose con él vía OPC y prácti-camente sin necesidad de modificarla lógica del mismo.
Asimismo, existen plataformasADEX embedded, también denomi-nadas ADEX toolkits, que permitenla aplicación industrial de control op-timizado integrando los controlado-res ADEX en la lógica de sistemas decontrol comerciales. En este caso, eltoolkit permite incluir en la libreríade operadores del sistema local loscontroladores ADEX y, asimismo,
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónSISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
n Control Convencional: (a) Presión, (b) Nivel, y (c) Temperatura.
a
b
c
Presión en la cabeza de la columna
Señal de control
Apertura de válvula
Nivel de NP
Válvula
Temperatura
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
permite su configuración e iniciali-zación previa a la operación de losmismos integrada en ECO construi-dos con la lógica del sistema local.
En definitiva, la aplicación de lasplataformas ADEX previamente con-sideradas permite el desarrollo delos denominados sistemas ADEX. Unsistema ADEX es aquél que lleva acabo el control optimizado ADEX deun proceso.
Asimismo, de la validez genéricaque poseen las ECO que un sistemaADEX utiliza cuando ha sido exito-samente aplicado a un proceso quepertenece a una clase de procesos in-dustriales, se deriva el concepto deProducto de Optimización ADEX,que puede definirse de la siguienteforma:
Un producto de optimizaciónADEX es un producto software pro-bado en campo que: ha sido dise-ñado basándose en ECO genéri-cas para una clase de procesosindustriales; permite el control op-timizado de cualquier proceso de
dicha clase; tiene en cuenta lascaracterísticas específicas dife-renciales de los miembros de dichaclase; puede instalarse fácilmenteen cualquier sistema de controldel mercado; generalmente re-quiere de una simple configura-ción de variables de estructurapara personalizar la aplicación alos distintos procesos de la clase encuestión; dispone de interfaces er-gonómicas de configuración y su-pervisión, y dispone asimismo demanuales para la aplicación, laoperación y el mantenimiento.
Los productos de optimizaciónADEX son generalmente el resulta-do de la experiencia obtenida en dis-tintas aplicaciones a procesos de lamisma clase. Este esfuerzo de I+D serealiza con frecuencia en colabora-ción con una o varias compañías in-dustriales que poseen procesos dela misma clase y que están interesa-das en la optimización de los mis-mos. Existen productos de optimi-zación para procesos de industrias
como las del medioambiente, ce-mento, energía y petroquímica.
Descripción del proceso y delcontrol convencionalEl proceso objeto de la aplicación esuna columna denominada splitterde naftas C-30, que produce naftasligeras (NL) por la cabeza y naftas pe-sadas (NP) por la base, ambos sonproductos finales. En la figura ad-junta se muestra un diagrama conlos elementos principales y sus co-nexiones.
El splitter de naftas C-30 se ali-menta en la parte superior de la co-lumna de dos corrientes de hidro-carburos, una de ellas proviene deuna columna de estabilización y otraprocede de una columna de destila-ción atmosférica. El aporte de calora la columna se produce a través delintercambiador E-30 que transfierecalor al reflujo de hidrocarburos pe-sados que se extraen de la base delsplitter y que retorna a la columna.Este aporte calorífico se controla me-diante la apertura de una válvula queregula el caudal de fluido caloporta-dor que entra en el intercambiador.
Las tres variables más significativasque determinan la operación de la co-lumna son la temperatura de sepa-ración, el nivel de hidrocarburos pe-sados en la base de la columna y lapresión en la cabeza.
Se desea un control preciso de latemperatura de separación de la co-lumna, con objeto de mejorar el ren-dimiento de la misma. Sin embargo,puede observarse que las interac-ciones entre las tres variables signi-ficativas son considerables. Particu-larmente, el efecto de las variacionesen la presión tanto sobre la tempe-ratura como sobre el nivel es muy sig-nificativo. En consecuencia, la mejoradel rendimiento de la columna de-manda un control preciso en las tresvariables.
Para controlar la presión en cabe-za de la columna se pueden mani-pular dos variables, una es la aperturade válvula de salida de gases hacia laantorcha y otra es la inyección denitrógeno. La primera se utiliza paracompensar un exceso de presión y lasegunda una carencia de la misma.
fica la señal de control para la presiónde cabeza admitiendo valores en unrango de 0 a 100 unidades, corres-pondiendo el valor de 50% a la si-tuación de válvula de salida de gasescerrada sin inyección de nitrógeno.Cuando la señal de control varía enel rango de 50 a 100% se activa laapertura de válvula de salida de ga-ses que crece con la escala. De for-ma inversa, cuando la señal de con-trol varía de 50 a 0%, se activa lainyección de nitrógeno que aumen-ta al decrecer la escala.
El control de la temperatura serealiza actuando sobre la aperturade válvula que regula el caudal delfluido caloportador que entra en el in-tercambiador. Finalmente, el controldel nivel de hidrocarburos pesados enla base de la columna se realiza ma-nipulando el caudal de extracción dela columna de este tipo de hidrocar-buro.
Rendimiento del sistema decontrol convencionalLa figura de la página 93 incluye tresgráficas que muestran la evolución delas tres variables significativas delproceso bajo control convencionaldurante un periodo de 24 horas. Laprimera gráfica muestra la evoluciónde la presión y su señal de control,estando las escalas de una y otra a iz-quierda y derecha respectivamente.De la misma forma, las gráficas cen-tral e inferior muestran la evolucióndel nivel y su señal de control, tem-peratura y su señal de control.
La escala de tiempos es la mismapara todas las variables representa-das, de manera que puede observar-se la interrelación entre las mismas.Así, puede verse el aumento simul-táneo de la intensidad de oscilaciónen la zona central de las gráficas paratodas las variables de proceso debi-do a un fenómeno de acoplamientoentre las mismas que suele repetir-se con frecuencia.
En la tabla de la página anterior sepresenta un análisis estadístico delrendimiento obtenido para cada unade las variables de proceso por elcontrol convencional en el periodoconsiderado de 24 horas. Este aná-lisis estadístico cuantifica el valor dela media, desviación cuadrática me-
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónSISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
n Control Optimizado ADEX: (a) Presión, (b) Nivel, y (c) Temperatura.
a
b
c
Presión en la cabeza de la columna
Señal de control
Apertura de válvula
Nivel de NP
Válvula
Temperatura
96
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
dia y la raíz cuadrada de la misma, asícomo el valor máximo y mínimo dela variable y su desviación máxima.Dado que la media estadística se
aproxima mucho a la consigna, los va-lores de la desviación cuadrática me-dia respecto a la consigna y su raízcuadrada coinciden prácticamente
con los valores de la varianza y ladesviación estándar, que se reflejanen la tabla.
De los datos recogidos en la cita-da tabla pueden destacarse los si-guientes puntos:
• La presión tiene una desviaciónmáxima con respecto a la consigna de0.043bar. La media se acerca al va-lor de la de consigna, por lo que ladesviación cuadrática media y la va-rianza son aproximadamente igua-les, siendo la desviación típica delorden de 7 milibares (0.0068 bar).
• El nivel tiene una desviación má-xima de 32.51%. La media se apro-xima a la consigna con una desviacióntípica de 3.79%.
• La temperatura tiene una des-viación máxima de 2.87ºC, tampocotiene sesgo y la desviación típica esde 0.68ºC.
Diseño y rendimiento delsistema ADEXUtilizando la plataforma ADEX COPse diseñó y aplicó un sistema ADEX,que se implantó en un PC de la redde control del sistema Honeywellinstalado en la planta.
La demanda de datos del sistemaADEX sobre el servidor OPC se es-tableció cada 5 segundos, estimán-dose que dicho periodo de actuali-zación de datos era razonable para elcontrol de las variables de proceso.La variable con una dinámica másrápida es la presión, que se contro-ló con un periodo de 10 segundos.
Para el control de presión se con-sideró la operación de dos controla-dores ADEX, uno actuando sobre laapertura de válvula de salida de ga-ses y otro actuando sobre la inyec-ción de nitrógeno. La actuación deambos se solapa de acuerdo con laevolución de la presión para aplicarla señal de control más adecuada encada caso, siendo el periodo de con-trol para ambos de 10 segundos. Am-bos controladores consideran comoperturbaciones medibles los cauda-les de aportación a la columna denaftas ligeras y pesadas, así como laseñal de control del otro controla-dor de presión.
El control del nivel de hidrocar-buros pesados en la base de la co-lumna se realizó mediante un con-
n Histograma de presión bajo control convencional (izquierda) y bajo control optimizadoADEX(derecha).
n Histograma de temperatura bajo control convencional (izquierda) y control optimizadoADEX (derecha).
n Histograma de nivel controlado por PID (izquierda) y por control optimizado ADEX (de-recha).
Referencias• M.A. Ramos Carpio, Refino de Petróleo, Gas Natural y Petroquí-
• J. Acedo Sánchez, Instrumentación y Control Avanzado de Pro-cesos. Díaz de Santos, 2006. ISBN: 84-7978-754-6.
• J.M. Martín Sánchez, Adaptive Predictive Expert Control Sys-tem, Solicitud de Patente Internacional No. PCT/IB00/01368, publicadapor la World Intellectual Property Organization, 4 de enero de 1991. Acep-tada y publicada en los EE.UU. y Europa
• J.M. Martín Sánchez y J. Rodellar, Control Adaptativo PredictivoExperto: Metodología, Diseño y Aplicación, UNED, 2005. ISBN: 84-362-5094-X.
• ADEX Control & Optimization Platform-User Manual, Adap-tive Predictive Expert Control ADEX S.L., www.adexcop.com, 2008.
• ADEX Toolkit for LabView-User Manual, Adaptive Predictive Ex-pert Control ADEX S.L., www.adexcop.com, 2008.
• ADEX Toolkit for Simulink-User Manual, Adaptive PredictiveExpert Control ADEX, S.L., www.adexcop.com, 2008.
• ADEX Toolkit for SoftLogix5800-User Manual, Adaptive Predic-tive Expert Control ADEX, S.L., www.adexcop.com, 2008.
• Malia Baró, J., C. Pérez y J.M. Martín Sánchez, Optimización delProceso Biológico en una Depuradora de Aguas Residuales, I Semi-nario de Aplicaciones Industriales de control Avanzado, pp. 127-155, IASIEEE, SAICA 2005, Madrid, 19 de octubre, 2005.
• Riesco, J., F. Mur y J.M. Martín Sánchez, Control Avanzado parala Mezcla de Materiales en la Industria del Cemento, I Seminario deAplicaciones Industriales de control Avanzado, pp. 33-46, IAS IEEE,SAICA 2005, Madrid, 19 de octubre, 2005.
• Nevado, A. y A. Jiménez Oteiza, Optimización ADEX de las Tem-peraturas de Vapor del Ciclo Combinado de Barranco de Tirajana,I Seminario de Aplicaciones Industriales de control Avanzado, pp. 75-96, IAS IEEE, SAICA 2005, Madrid, 19 de octubre, 2005.
• Malia Baró, J., C. Pérez y J.M. Martín Sánchez, Control of SulphurRecovery Process U-639C Repsol Puertollano Recovery, II Seminariode Aplicaciones Industriales de control Avanzado, pp. 75-84, IAS IEEE,SAICA 2007, Madrid. 6 de noviembre, 2007.
trolador ADEX que manipula el cau-dal de extracción de la columna deeste tipo de hidrocarburo. Este con-trolador considera, asimismo, comoperturbaciones, los caudales de ali-mentación de la columna de naftas li-geras y naftas pesadas. El periodode control es en este caso de 30 se-gundos.
El control de la temperatura de se-paración de la columna se realizómediante un controlador ADEX queactuaba sobre la apertura de válvu-la que regula el caudal de fluido ca-loportador que entra en el inter-cambiador de la columna. Estecontrolador consideró como pertur-baciones los niveles térmicos de lasalimentaciones de naftas ligeras ynaftas pesadas, así como la presiónen la cabeza de la columna. En estecaso el periodo de control fue de 60segundos.
La evolución de las variables deproceso bajo control del sistemaADEX durante un periodo de 24 ho-ras se muestra en la figura de la pá-gina 95.
Al igual que para el caso de controlconvencional, se muestra una gráfi-ca para cada una de las variables deproceso. Se representan por este or-den presión, nivel y temperatura consus respectivas señales de control.
Las variables están representadasutilizando las mismas unidades y es-calas que se utilizaron en la repre-sentación de la figura de la página 93para favorecer su comparación.
La tabla de la página 95 presentael correspondiente análisis estadísticode rendimiento del sistema ADEXsobre las tres variables en el perío-do mostrado de 24 horas.
Destacar los siguientes puntos delos datos recogidos en la citada tabla:
• La presión tiene una desviaciónmáxima con respecto a la consigna de0.019 bar. La desviación típica es in-ferior a 1.5 milibares.
• El nivel tiene una desviación má-ximas de 25,51%. La variable tieneuna desviación típica de 3.22%.
• La temperatura tiene una des-viación máxima de 1.89ºC y la des-viación típica es de 0.38ºC.
Adicionalmente, el fenómeno deacoplamiento entre las variables dela columna, que se produce con fre-
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónSISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
cuencia bajo control convencional,se elimina definitivamente bajo con-trol ADEX.
Análisis comparativo de losresultadosLas figuras de la página anterior pre-sentan en forma comparativa los his-
togramas de las variables de presión,nivel y temperatura, respectivamen-te, obtenidos en periodos de 24 ho-ras bajo control convencional y bajocontrol optimizado ADEX.
En la tabla superior se presenta elcuadro resumen de análisis estadís-tico de los rendimientos obtenidos
n Comparación de rendimientos bajo ambos tipos de control.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SISTEMAS DE CONTROL AVANZADO
con los dos tipos de control, dondese compara los valores de desviaciónestándar y desviación máxima paralas tres variables de proceso.
Puede observarse que la regula-ción de presión ha experimentadouna mejora notable, reduciéndoselas desviaciones máximas a la mitadde las existentes y la desviación es-tándar en un factor de 4,7. Bajo con-trol optimizado, la variable no reali-za excursiones tan alejadas de laconsigna y la banda de oscilación esmucho más reducida.
Se comprobó experimentalmenteque las oscilaciones de la presión afec-tan de manera muy significativa a lasvariables de nivel y temperatura. Enconsecuencia, al aplicar control opti-mizado ADEX y reducir las amplias yprolongadas oscilaciones de la pre-sión, se redujo considerablemente elefecto de las mismas sobre las varia-bles de nivel y temperatura, evitán-dose los fenómenos de oscilación aco-plada entre las tres variables.
La figura superior de la página 96muestra los histogramas de presiónbajo control convencional y controloptimizado. En ambos casos estáncentrados con respecto al valor deconsigna, pero cuando se aplica el úl-timo, el perfil del histograma es másagudo, perdiendo peso las colas yganándolo la zona central, lo que evi-dencia un control más preciso, conmenos desviaciones alrededor de laconsigna.
Una vez estabilizada la presión, laaplicación del sistema ADEX tam-bién al nivel ha conseguido reducirlas desviaciones máximas del mismoen un 20% y la desviación típica deesta variable en un 15%, oscilando lamisma el 66% del tiempo entre±3,2%. Al mejorar el control del ni-vel, se ha reducido la consigna delmismo, dejándola en el 50% de la es-cala en lugar del 55% al que se tra-bajaba habitualmente.
La estabilidad de la temperatura hamejorado considerablemente bajo
control optimizado ADEX, habién-dose reducido la desviación máximaen un 37%, pasando de 5,2ºC bajocontrol convencional a 3,2ºC bajocontrol optimizado, y la desviación es-tándar casi a la mitad de la existen-te, pasando de 0,68ºC a 0,38ºC.
En términos generales, tal y comose aprecia visualmente en los histo-gramas, el control de las variablessignificativas se hace más precisoagrupándose más densamente los va-lores de las variables alrededor desus consignas, y los fenómenos deacoplamiento entre las mismas, fre-cuentes bajo control convencional,desaparecen bajo control optimizado.
J. Sanz, R. AlcaldeRepsol-YPFRefinería de Puertollano
A. Nevado,J.M. Martín SánchezAdaptive Predictive ExpertControl ADEX, S.L.
El nuevo AC500 consta de diferen-
tes dispositivos que pueden combi-
narse y expandirse de forma flexi-
ble para adaptarse a los requisitos
individuales de cada consumidor.
También es posible, por ejemplo, hacer funcionar varios buses de campo de forma
simultánea en cualquier combinación deseada con un sólo sistema de control.
Los consumidores pueden elegir entre diferentes clases de funcionamiento de la
CPU, que incluso pueden sustituirse fácilmente para cumplir expectativas futuras.
Nuestra herramienta de ingeniería AC500 Control Builder (PS501) ofrece una pro-
gramación normalizada para toda la plataforma de conformidad con la Norma
IEC 61131-3, así como otras características o utilidades.
AC500: para una automatización completamente a medida
PLC AC500:Modular, flexible y escalable
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397CONTROL DISTRIBUIDO
Planta Goliat, en Málaga, de Financiera y Minera, S.A.
Modernización de una plantade cemento
F inanciera y Minera S.A. hafinalizado la modernizaciónde su planta de Málaga Ce-
mentos Goliat. La sociedad es hoyfruto de la fusión, en 1994, de sus ac-tividades originales de fabricaciónde cementos, áridos y hormigón enAndalucía con la cementera vascaCementos Rezola, con sus fábricas deAñorga y Arrigoriaga. El accionistamayoritario de Financiera y Mine-ra (99,7%) es Italcementi Group, elquinto productor de cemento en elmundo, presente en 22 países de 4continentes.
La modernización de la Fábrica deCementos Goliat forma parte de unaestrategia de desarrollo sostenible ytiene un marcado carácter medio-ambiental, haciéndolo compatiblecon las exigencias del Protocolo deKioto, reduciendo las emisiones di-fusas de polvo, gases y aumentandosignificativamente el rendimientoenergético. La nueva fábrica de ce-mento intenta conjugar las exigenciasmedioambientales del territorio conlas necesidades productivas, en lí-nea con las mejores técnicas dispo-nibles hoy en el mercado.
El proyecto consiste en un nuevohorno de última generación que sus-tituye a los dos antiguos, mantenien-do la misma producción y mejorandoel comportamiento medioambientalde la fábrica.
Sistema de control del procesoPara el nuevo control de proceso, hasido instalado el sistema de control
distribuido de última generación Si-matic PCS7 de Siemens. Los reque-rimientos del nuevo sistema de con-trol fueron: configuración de altadisponibilidad en controladores, bu-ses de campo, sistemas de operacióny elementos de red; utilización deherramientas de ingeniería orienta-das a objetos para el desarrollo sis-temático del software; herramientasde diagnóstico del sistema de control;uso extensivo de la tecnología de bu-ses de campo; y realización de mul-ti-ingeniería durante el desarrollo,puesta en marcha y operación/man-tenimiento.
Para cumplir con las altas exigen-cias de disponibilidad del procesoproductivo se instaló un sistema re-
dundante, desde la supervisión pa-sando por los controladores y busesde campo, hasta los sistemas de cap-tura de entradas y salidas.
Para la supervisión se definió unaconfiguración de servidor-clientecompuesta de 3 parejas de servido-res redundantes (OS-Servers), 6 es-taciones de operación clientes (OS-Clients) con 4 pantallas de operacióncada uno (tarjeta multi-VGA), una es-tación de operación para el scadaeléctrico, 2 estaciones de ingenieríaque llegaron a ser 4, trabajando so-bre los mismos y diferentes contro-ladores durante la puesta en mar-cha.
Los servidores redundantes sonespejos en hardware y software que
La nueva fábrica de cemento intenta conjugar las exigenciasmedioambientales del territorio con las necesidades productivas, enlínea con las mejores técnicas disponibles hoy en el mercado. Elproyecto consiste en un nuevo horno de última generación que sustituyea los dos antiguos, manteniendo la misma producción y mejorando elcomportamiento medioambiental de la fábrica.
n Sistema de automatizacion de alta disponibilidad y seguridad Simatic S7-400-FH, deSiemens.
disponen de la misma base de datoscon utilidades de recuperación antepérdidas de datos. Las diferentesáreas de la planta se encuentran re-partidas entre las tres parejas de ser-vidores redundantes.
Las estaciones cliente permiten lavisualización y operación de la plan-ta completa. Gracias a los cuatro mo-
nitores de cada cliente, el operadorconsigue tener a la vista, en gran re-solución, todas las zonas de la líneaque le interesan.
El controlador utilizado fue el Si-matic AS 417-4H, un sistema que po-see redundancia en fuente de ali-mentación, CPU y tarjetas decomunicación tanto hacia la captura
de entradas y salidas vía Profibus DPcomo hacia el sistema de visualizaciónvia Ethernet.
Cuando se termine la instalación delos últimos molinos de cemento pre-vistos para el próximo verano, la plan-ta tendrá un total de 13 sistemas re-dundantes como el mencionado.
Las comunicaciones redundantes,
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónCONTROL DISTRIBUIDO
Descripción del proceso
L a nueva línea de producción instalada enMálaga consta de un silo de homogeni-
zación y de una torre precalentador de 5etapas, así como de un precalcinador en lí-nea, un horno rotativo y un enfriador de pa-rrillas con capacidad de 3.300 t/d de clinker.
Parte de los gases del horno son utilizadospara la molienda del carbón. El resto de losgases de horno y el ventilador de tiro del en-friador son acondicionados por el intercam-biador de calor. Los gases son manejados dedos modos: modo compuesto y modo direc-to. En modo compuesto (horno y molino decrudo), la mayor parte de los gases se utili-za para secar el material que entra en el mo-lino de crudo. Además, los gases que vienendel molino de crudo son filtrados por un fil-tro de bolsas (el filtro grande tecnológico),mientras la parte restante de gases del hor-no y el enfriador son filtrados por otro filtro
de bolsa (el filtro pequeño tecnológico). En modo directo (horno en marcha y molino de crudo parado), los ga-ses que salen del horno y los que vienen del enfriador son filtrados por los dos filtros tecnológicos (filtro gran-de y filtro pequeño).
El departamento de alimentación del horno y PRS (precalentador y horno) empieza desde la tolva de alimentacióndel horno a través de su sistema de dosificación y termina en la entrada al tubo del horno, incluyendo el preca-lentador/precalcinador y los quemadores de calcinador y el aire terciario (quemador del calcinador-bajo NOx).
La tolva de alimentación está equipada con dos caminos de extracción. El camino principal incluye una bás-cula coriolis con compuerta de dosificación y el camino secundario incluye un caudalímetro de impacto con com-puerta dosificadora.
El material extraído es transportado a la parte superior de la torre del precalentador por dos rutas diferen-tes. El nuevo precalentador consiste en ciclones multietapas de intercambio de calor, que tiene cinco etapas ycombustión dual (fuel-carbón) y un calcinador de reducción de NOx (calcinador NOx bajo o LNC).
El crudo es precalentado por el gas caliente del calcinador de NOx bajo cuando pasa a través de los ciclonesy alimenta al calcinador de NOx bajo, que utiliza combustibles (coke de petróleo pulverizado, gasoil pesado, et-cétera) y el aire terciario de la capucha del horno. Aquí la harina cruda es calcinada por el calor de combustióndel combustible y la alta temperatura del gas del horno.
Es importante señalar que el crudo que entra en el horno ha sido calcinado en un 85-90% y que el resto de lacocción se realiza en el tubo del horno. Dentro del horno se realizará una reacción química (a 1.450 ºC) que des-compondrá todos los elementos presentes en el crudo y en su etapa final formará un producto llamado clinker,que se compone aproximadamente en 40-60% de silicato tricálcico, 20-30% de silicato bicálcico, 7-14% de alu-minato tricálcico y 5-12% de ferrito aluminato tetracálcico.
Este clinker tiene el diámetro de una pelota de golf y es de color grisáceo y finalmente se enfría en el enfria-dor de parrillas, que posee ventiladores de alto caudal de aire. El exceso de calor es reutilizado como aire ter-ciario y enviado nuevamente al precalentador. El clinker es el componente principal del cemento (80-85%). Elresto lo forman el yeso (4-5%) y otros aditivos (10-15 %).
Pantalla de operación del departamento precalentador y horno.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397CONTROL DISTRIBUIDO
a nivel de bus de sistema (bus queenlaza los servidores con los con-troladores), bus de terminales (busque enlaza las estaciones de opera-ción clientes con los servidores) ybuses de campo se obtiene mediantela realización de anillos de fibra óp-tica multimodo, que permiten salvargrandes distancias.
Herramientas de ingeniería dealto nivelDebido a la ingente cantidad de in-formación a manejar, es requisitoimprescindible utilizar he-rramientas de ingenieríade alto nivel orientadas aobjetos que permitan tra-bajar con librerías de típi-cos (motores, válvulas, me-didas, variadores),herramientas de importa-ción/exportación automá-tica de código, generacio-nes automáticas deiconografía y alarmas. Todoello bajo la administracióndel Simatic PCS7.
Las librerías utilizadaspara el proyecto han sidoel estándar Italmat del gru-
po Italcementi desarrolla-das para Simatic PCS7.Este conjunto de típicosincluyen toda la variedadde dispositivos utilizadosen una fabrica de cemen-to, motores de una y dosvelocidades, válvulas com-puertas, variadores de ve-locidad, controladoresPID, medidas analógicas,monitorización de digita-les, disparos, enclava-mientos, etc., e incluyensu representación me-diante iconos y pantallasde operador (faceplates)
Instalación en campo
L a nueva línea de producción instalada en Málaga tie-ne los siguientes elementos controladores redun-
dantes de campo:• Gases calientes
– Dos ventiladores de tiro con V.F comunicado porProfibus.
– Un PLC esclavo dedicado para el manejo de (3) ven-tiladores con V.F (Profibus) y el sistema de limpieza delos filtros.• Molino de crudo
– Un motor de accionamiento principal con V.F co-municado por Profibus.
– Un separador con V.F comunicado por Profibus.– Un PLC esclavo dedicado para el manejo de la es-
tación hidráulica (Ethernet).• Alimentación de crudo
– Dos dosificadores de crudo comunicados por Pro-fibus.• Precalentador
– Un ventilador de tiro con V.F comunicado por Pro-fibus.
– Dos dosificadores de carbón comunicados por Pro-fibus.
– Dos analizadores de gases comunicados por Profibus.
• Tubo del horno– Un motor de accionamiento principal con V.F co-
municado por Profibus.• Enfriador de parrillas
– Trece ventiladores con V.F comunicados por Pro-fibus.
– Un ventilador de tiro con V.F comunicado por Pro-fibus.
– Un ventilador de aire primario con V.F comunicadopor Profibus.
– Un dosificador de carbón comunicado por Profibus.– Un PLC esclavo dedicado para el manejo del en-
friador de parrillas comunicado por Ethernet.• Servicios (fuel, agua, aire)
– Sistema de bombeo equipado con dos bombas A.Pcomunicados por Profibus.
– Sistema de compresores comunicados por Profi-bus/Can Bus.
– Sistema de bombeo equipado con V.F comunicadospor Profibus.
Todos los CCM están equipados con analizadores deredes y comunicados por Profibus con un PLC dedica-do para la gestión de la supervisión eléctrica (scada eléc-trico).
n Edición control continuo y herramienta de generación automática de típicos a partir dellistado de tags del proceso.
que sirven para manipular todos losdispositivos. En una fábrica de ce-mento es muy importante el con-cepto de grupo, conjunto de dispo-sitivos, cintas, válvulas y medidasque forman una unidad secuencialde arranque, diagnóstico y manteni-miento. En estas librerías existen ob-jetos que soportan esta filosofía, cum-pliendo así con todos los requisitosde operación.
En un proyecto donde se manejanaproximadamente 20.000 señales E/Sy 800 pantallas de visualización, se re-quieren para su desarrollo herra-mientas de importación/exportaciónautomática de código. Con el Im-port/Export Assistant, editor del Si-matic PCS7, se pudo programar enExcel de forma masiva toda la jerar-quía tecnológica de la planta, consi-guiendo minimizar errores y ahorrar
costes de tiempo.En la figura de la página anterior se
observa una estrategia de control con-tinua en la parte superior y la gene-ración automática de típicos en la par-te inferior. El editor de controlcontinuo (CFC) consiste en hacer pla-nos en los que se insertan objetos delibrería. Estos objetos pueden ser fun-ciones o dispositivos de proceso (porejemplo, motores, válvulas, PID, do-sificadores, etc.). Se conectan gráfi-camente unos objetos con otros pararealizar un control continuo. Cual-quier cambio que se haga en el pro-ceso, por ejemplo si se añade una nue-va unidad de producción con lasestrategias de control correspon-dientes, repercute en todos los ele-mentos del sistema.
Gestión de activos del sistemade controlMediante el sistema de gestión deactivos PCS7 Asset Managementinstalado, se genera automáticamenteen las estaciones de operador unaserie de pantallas de mantenimien-to relacionadas con el estado de loscomponentes del sistema, estacio-nes de trabajo, controladores, swit-ches de Ethernet, componentes enbus de campo, tarjetas de E/S, ins-trumentación de proceso, variado-
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónCONTROL DISTRIBUIDO
n Arquitecturadel sistema decontrol de laplanta, con equi-pos Siemens.
n Sistema de gestión de activos. Asset Management integrado en Simatic PCS7.
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397CONTROL DISTRIBUIDO
res, CCM, bombas y otros equipa-mientos con señales cableadas.
El sistema de gestión de activosdetecta y diagnostica fallos rápida-mente y guía al operador de mante-nimiento al punto causante del avi-so. De esta manera se acortan lostiempos de parada en mantenimien-tos reactivos. Además, cuando losequipos en campo son inteligentes ycontienen información de sus con-diciones de trabajo, el sistema degestión de activos genera alarmas demantenimiento antes de que se pro-duzca un fallo que afecte a la pro-ducción (mantenimientos preventi-vos e incluso predictivos). Elmantenimiento preventivo y predic-tivo aumenta la productividad, yaque evita paradas de equipos por an-ticiparse al fallo.
Utilización de buses de campoSe utiliza Profibus DP redundantepara realizar la conexión descentra-lizada con fibra óptica multimodo delas señales de E/S de campo y de al-gunos dispositivos variadores de fre-
cuencia en redundancia e instru-mentos de campo.
Con este procedimiento de inter-conexión que utiliza el bus de cam-po se optimiza la instalación e inter-conexión de los instrumentos demedida, ya que tanto los armariosque contienen las tarjetas de E/Scomo los equipos de conexión di-recta al bus se instalan descentrali-zadamente en la planta en áreas cer-canas al propio proceso. Asimismo,los instrumentos de proceso que fun-cionan con tecnología de transmi-sión de información digital se co-nectan al sistema de control medianteun cable de bus que se distribuye envarios segmentos físicos para adap-tar el cableado a la topología de laplanta.
Multi-ingenieríaLas altas exigencias de tiempo dedesarrollo y puesta en marcha exigíael trabajo simultáneo de varios inge-nieros en el proyecto. La tecnologíaMulti Proyecto del Simatic PCS7 per-mite una división granular de los
equipos a programar y poner en mar-cha, así como un acceso simultáneoa las diferentes instalaciones.
Software de aplicación ypuesta en marcha de la plantaEl proyecto de automatización hasido liderado por el C.T.G. (CentroTecnico de Italcementi Group),contando para el desarrollo del soft-ware, ingeniería electrica y puestaen marcha con la empresa de inte-gración Cefisa, reconocida empresaen el sector cementero.
Aprovechando las ventajas de laherramienta de ingeniería centrali-zada con la que cuenta el sistema decontrol instalado, se han optimizadode forma muy satisfactoria los tiem-pos de ajuste y calibración de todoslos dispositivos de campo, habién-dose finalizado la puesta en marchade la planta en los tiempos previstos.
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Novedad
F ue en la década de los 80cuando empezó a hablarse dela microtécnicas, gracias a la
asociación de la micromecánica y lamicroelectrónica en el desarrollo delos productos. Eran pequeñas solu-ciones mecatrónicas, pero su minia-turización tenía límites muy claros.
Es cuando la mecatrónica se em-pequeñece hasta dimensiones míni-mas, gracias a las tecnologías del si-lico, que se han introducido unasnuevas siglas, MEMS (Micro-Elec-tro-Mechanical Sistems). Se trata desoluciones mucho más ambiciosasque plantean la posibilidad de inte-gración de componentes mecánicos,sensores, actuadores y la corres-pondiente electrónica sobre un sus-trato común de silicio. Así como enelectrónica se fabrica utilizando lassecuencias de proceso de los circui-tos integrados (por ejemplo, CMOS,bipolar o procesos BICMOS), los com-ponentes micromecánicos se fabricanutilizando los procesos de microme-canizado que, de forma selectiva, gra-ban partes de la oblea de silicio oañaden nuevas capas estructuralespara formar dispositivos mecánicosy electromecánicos. Se ha pasado asíde la microtecnología a la nanotec-nología.
Pues bien, son muchos los exper-tos que coinciden en que la tecnolo-gía MEMS va a revolucionar casi to-das las diversas familias de productosal unir la microelectrónica basada enel silicio con el micromecanizado, ha-
ciendo posible fabricar sistemas com-pletos en un chip. MEMS es, por tan-to, una tecnología que permite el de-sarrollo de productos inteligentesal incorporar la capacidad de la mi-croelectrónica con las prestacionesde los microsensores y microactua-dores, ampliando así su campo deaplicaciones.
La propuesta es realmente atrac-tiva al añadir ojos y brazos a los cir-cuitos integrados microelectrónicosque pasan a ser el cerebro de un sis-tema. Los sensores aportan infor-mación del entorno gracias a la me-dida de fenómenos mecánicos,térmicos, biológicos, químicos, ópti-cos y magnéticos. Entonces, la elec-trónica trata la información propor-
cionada por dichos sensores y tomalas decisiones oportunas y las dirigea los actuadores, que mueven, colo-can, regulan o bombean según sea laoperación de que se trate. Dado quelos dispositivos MEMS se fabricanutilizando técnicas de fabricación si-milares a los utilizados para los cir-cuitos integrados, resulta que me-diante un pequeño chip de siliciopueden conseguirse niveles de fun-cionalidad, fiabilidad y sofisticaciónimpensables hasta ahora y a un cos-te relativamente bajo.
Bien puede afirmarse que se tratade, siguiendo la senda de la minia-turización iniciada con la fabricaciónde circuitos integrados, llegar a dis-poner de auténticas máquinas nano-
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Tecnología MEMS
Hacia las máquinasmicrométricasCircuitos integrados que incluyen sensores y accionamientos gracias aprocesos micromecanizados para la grabación de las obleas de silicio sonya una realidad. Su campo de aplicaciones es múltiple y, entre otros,puede cambiar radicalmente los procesos médicos. En Besançon estánnaciendo nuevos desarrollos y nuevas empresas cuyos productos yaempiezan a aplicarse en diversos países del mundo
n Los procesos micromecanizados abren la posibilidad de nuevas familias de productos.
métricas, gracias a la posibilidad deintegrar piezas móviles de tamañosque se miden en diámetros atómi-cos.
No se trata de nada rigurosamen-te nuevo. Aquí está, por ejemplo, eldispositivo en el airbag de los auto-móviles que determina el momentojusto en que se produce un choquey dispara el mecanismo de infladode las bolsa. Estos acelerómetrosMEMS son de los más difundidos,pero no son los únicos; hoy en día haysensores de presión, de temperatu-ra y de humedad construidos a par-tir de piezas que tienen tamaños mi-núsculos y que forman parte de losmarcapasos más modernos, detec-tando el esfuerzo físico de la perso-na para modificar su ritmo cardíaco.Por otra parte, en determinados ins-trumentos médicos se incluyen es-pejos montados sobre soportes mó-viles de un tamaño igual o menor aldel diámetro de un cabello y que soncapaces de enfocar o corregir unaimagen.
Es importante señalar que al hablarde componentes MEMS, nos esta-mos refiriendo a mecanismos con ta-maños cercanos al micrómetro (mi-llonésima de metro) y a estas escalasel comportamiento físico de los mis-mos difiere del que pueden tener má-quinas convencionales, ya que losefectos electrostáticos y térmicospredominan sobre la inercia o la masatérmica. El estudio y desarrollo de so-luciones MEMS viene, pues, a con-vertirse en toda una nueva rama mul-tidisciplinar de la tecnología.
Múltiples aplicacionesEl campo de aplicaciones de los sis-temas MEMS es múltiple y muy va-riado. Aplicaciones de microtécni-cas son desde los medios detransporte -ahí esta, por ejemplo, elúltimo TGV francés, que batió re-cords de velocidad el pasado mes deseptiembre, cuyos motores incluíancomponentes microtécnicos- hastaequipos telefónicos o informáticos,sin olvidar las múltiples aplicacionesque tiene ya hoy, y muchas más quetendrá mañana, en la tecnomedicina,para la terapia para destruir tumores,para el diagnóstico de neonatos, etc.No es ciencia ficción la posibilidad dedisponer de un dispositivo que, ubi-cado en el cuerpo de un paciente,analice su sangre y, en función delos resultados, inyecte los fármacosnecesarios en las dosis necesarias e
incluso, en caso de ser necesario,pueda enviar una señal de alerta paraque el paciente sea atendido de ur-gencia.
Los componentes MEMS, en defi-nitiva, permiten dispone de pequeñosrobots capaces de realizar múltiplestareas imposibles de realizar a mayorescala y, por tanto, tiene un brillan-te futuro. Así lo han entendido quie-nes con visión de futuro han con-vertido la región francesa Franche-Compte, con el polo de innovaciónTemis, en un indiscutible centro dela micro y nanotécnica europea.
De lo pequeño a lo minúsculoEn tecnología, como en casi todo, latradición cuenta. Franche-Comptees una región francesa fronteriza aSuiza que ya en el siglo XVII, cuan-do en los largos y rigurosos inviernoslos campesinos quedaban libres desus trabajos agrícolas, tenían comoactividad complementaria la cons-trucción de piezas de relojería en elinterior de sus domicilios. En el sigloXIX ya aparecieron los primeros ta-lleres en los que además de piezas sefabricaban productos acabados, deforma que a mediados de este siglohabía más de dos mil relojeros que do-minaban todas las etapas de fabrica-ción de la relojería mecánica. Portanto, la mecánica de lo pequeño noes nada extraño en la región, sinotodo lo contrario.
Pero como la tecnología nunca paraen su desarrollo, en la década de los60 hicieron su aparición los relojes de
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n Una vista del Femto-ST en Besançon.
n La sala blanca es una de las estrellas del polo de innovación Temis.
cuarzo, lo que en los años 70 provo-có una situación de auténtica crisisen la región, y como de las crisis sesale buscando nuevos caminos, los in-dustriales de la zona se lanzaron abuscar nuevos sectores donde utili-zar su know how en las técnicas deminiaturización y de precisión y es asícomo la zona ha llegado a constituirun auténtico polo tecnológico, pri-mero, de las microtécnicas y, másadelante, también de las nanotecno-logías.
En este momento, la históricaBeçanson, capital de la región deFranche-Compte, es una de las ca-pitales de la microtecnología europea,reuniendo laboratorios, empresas yuna escuela de ingenieros, única enFrancia con una intensa orientaciónhacia las microtécnicas.
Una de las estrellas de este com-plejo tecnológico es sin duda la uni-dad de investigación Femto-ST, na-cida en 2004 de la fusión de 5laboratorios, que está asociada alCNRS (Centre National de la Re-cherche Scientifique) y que tienecomo objetivo la investigación enelectrónica, mecánica, termología yóptica. Con cerca de 500 investiga-dores, dos de sus principales líneasde trabajo son la micro y nanofabri-cación y la ingeniería biomédica.
Uno de los aspectos más intere-santes de Femto-ST está en que ar-ticula la investigación básica con lasaplicaciones industriales. Nos en-contramos, por tanto, con un módu-lo de investigación básica en nano-tecnología con equipos denanocaracterización y nanogravado,un módulo de microfabricación ensala blanca y un módulo para un ta-ller piloto destinado a apoyar el de-sarrollo de productos, que está tam-bién a disposición de las empresaslocales comprometidas en tecnologíasinnovadoras, entre las que seencuentran un buen número dedi-cadas a las tecnologías de la salud,donde, como se ha dicho, las nano-tecnologías pueden resultar espe-cialmente útiles.
Del proyecto a la fabricaciónEl polo de innovación Temis incluye75 hectáreas de terrenos para la ins-talación de empresas tecnológicas
avanzadas y, como es bien sabidoque no basta con tener una buenaidea desarrollada en un departa-mento de I+D para que luego de lu-gar a un proyecto industrial exitoso,los responsables de dicho polo tec-nológico, que tiene también comoobjetivo la creación de nuevas em-presas que conviertan en realidadindustrial algunos de los proyectos deI+D desarrollados en Femto-ST, hanincluido también un vivero y un ho-tel de empresas. Es decir, que cuan-do el proyecto parece tener futuro,sus creadores pueden encontrar unlocal gratuito y ayuda en todos los as-
pectos de gestión con una estanciade dos años en el vivero, y si real-mente el proyecto cuaja puede pasarluego a lo que sus creadores deno-minan hotel de empresas, donde yano todo es gratuito, pero los costes,locales y servicios son también me-nos elevados que si se ubicaran fue-ra. En el hotel pueden pasar un má-ximo de cinco años, tiempo que seconsidera ya suficiente para que pue-da desarrollarse totalmente inde-pendiente.
En este momento hay 12 proyec-tos en trance de desarrollarse comoindustrias innovadoras.
Micronora, el gran salón de las microy nanotecnologías
S i, como se ha dicho, Besançones una capital europea de las
micro y nanotecnologías, del 23 al26 del próximo mes de septiempre,con la feria Micronora, se conver-tirá en el punto de mira mundialde estas tecnologías.
Buena muestra de la larga tra-dición en estas tecnologías quetiene esta bella ciudad es que hacemás de 30 años que nació este sa-lón dedicado a la alta precisión yhace muchos que se convirtió enun punto de cita obligado para to-dos los interesados en este apa-
sionante mundo de lo pequeño. La próxima edición propone un programacompuesto de múltiples actividades e innovaciones.
Un pabellón exclusivo para las nanotecnologíasGracias al éxito del espacio dedicado a las nanotecnologías durante la edi-ción 2006, el salón Micronora inaugurará este año un pabellón exclusiva-mente destinado a dicha industria, al que podrán acceder tanto los indus-triales franceses y extranjeros como los centros de investigación.
A este nuevo pabellón se unirá también por primera vez otro bajo el tí-tulo de Competitiveness in Europe, especialmente concebido para quelos tres centros tecnológicos franceses (el Pôle des Microtecniques, Mi-nalogic y ARVE Industries) y el centro alemán Imtek (Institute for mi-crosystems technology) presenten a los visitantes su experiencia e in-tercambio de estrategias.
La metrología como protagonistaUno de los principales temas de Micronora será este año la metrología, unadisciplina que todavía no se ha integrado sistemáticamente en la produc-ción. En Micronora, el visitante podrá encontrar un espacio pedagógico coninformación y demostraciones de la metrología y su actual evolución y otrodonde se expondrán tecnologías innovadoras diseñadas a la medida de lasnecesidades de las empresas para la mejora de sus procedimientos.
Un interesanteprograma deencuentrosEn el marco de Mi-cronora tendrá lu-gar la sexta ediciónde los encuentrostecnológicos euro-peos de las micro ynanotecnologías,cuyo objetivo esayudar a los profe-sionales de estastecnologías (em-presas, laboratorios de investigación y centros técnicos) a establecer con-tacto con sus homólogos europeos, de forma que las empresas tengan laoportunidad de encontrar soluciones innovadoras que, es bien posible, lle-ven buscando desde hace tiempo.
Por otra parte, los días 24 y 25 de septiembre reunirán una serie de con-ferencias que versarán sobre: la micro y nano fabricación, la nanocaracte-rización y nanometrologías y los nanomateriales y tratamientos de super-ficie.
Finalmente, hay que hacer referencia también a los premios Microns d’or,otorgados por un jurado compuesto por investigadores e industriales delsector en los que se reconoce la creatividad de los expositores galardona-dos. Incluye las siguientes categorías:
• 1.ª Categoría: piezas o sistemas microtécnicos integrados en un com-ponente.
• 2.ª Categoría: componentes funcionales y dispositivos simples o com-plejos modulares.
• 3.ª Categoría: aparatos integrados en componentes microtécnicos.• 4.ª Categoría: herramientas e instrumentos de producción (herra-
mientas de corte, moldeo, conformado e instrumentos de control, etc.).• 5.ª Categoría: herramientas mecánicas y máquinas de producción
microtécnicas, automatismos y accesorios.• 6.ª Categoría: prototipos de microsistemas destinados a organismos
de investigación.En definitiva, pues, un muy interesante encuentro que en su edición an-
terior, el año 2006, congregó a cerca de 990 expositores en 25.000 m2 desuperficie, un 37% de los cuales eran extranjeros. El evento acogió a másde 15.300 visitantes profesionales.
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Es evidente que aunque el proyec-to sea bueno y con muchas posibili-dades, la principal dificultad está enempezar a fabricar de forma renta-ble, para lo que es necesario abrirmercado, y no sólo en el ámbito na-cional, sino que actualmente el mer-cado ha de contemplarse a nivel in-ternacional y en los cuatrocontinentes, tal como, durante un via-je de la prensa española al complejode Besançon, comentaba el repre-sentante de una de las huéspedes delhotel, reconociendo la ayuda que su-ponía estar integrado en este intere-sante proyecto que es Femto-ST.
Un buen ejemplo es Photoline, unade las empresas que ha nacido comoresultado de la transferencia de tec-nología del departamento de ópticade Femto-ST. Creada en el año 2000,propone un conjunto de solucionespara la modulación óptica ultrarrá-pida –hasta 40 GHz– basada en latecnología del Litio niobate (un com-puesto de niobio, litio y oxígeno),para su aplicación en los sectores desensores, aeronáutico, láseres in-dustriales, etc. Sus componentes es-tán siendo distribuidos ya en más de30 países del mundo. Con 20 perso-nas trabajando actualmente en
Photoline, esta empresa está expe-rimentando un importante creci-miento.
Otra interesante empresa, creadaen el 2002 por dos especialistas en mi-crotecnología y mecánica de los flui-dos, es Flowdit, que diseña y desa-rrolla microsistemas (accionadores ysensores) para mejorar los sistemasconvencionales y aportar solucionesoriginales que mejoren los rendi-mientos de los acoplamientos elec-trostáticos.
También el desarrollo de sistemasmicromecánicos ha dado lugar a unaempresa, Silmach, que fue creada enel 2003 especializada en el diseño ydesarrollo de sistemas micromecá-nicos integrados en un chip. Paraesta empresa, instalarse en el polo Te-mis ha supuesto una gran oportuni-dad, tal como nos lo confirmaba unode los fundadores y actual directorgeneral de la misma al decir que seencuentran en el corazón de la in-vestigación sobre las microtecno-logías.
Un buen número de empresasComo ya se ha dicho, el Franche-Compte es una zona francesa conuna ya larga tradición industrial enla que encontramos fábricas de gran-des empresas como la de construc-ción de motores de Alstom Trans-port, ubicada en Ornans, una factoríade Solvay o el centro tecnológico dePSA Belchamp para el diseño y prue-ba de automóviles. Y junto a ellashay un importante tejido de peque-ñas y medianas empresas.
Sin embargo, lo que hace a estaregión industrial especialmente in-teresante es la inquietud por la in-vestigación y desarrollo que se da enella no sólo desde sus Administra-ciones sino también en las empresasprivadas. El Franche-Compte es, eneste momento, la primera región fran-cesa en investigación privada.
Los sectores de investigación y de-sarrollo en esta bella región france-sa son muchos, las nuevas energías,la protección del medioambiente o losnuevos materiales forman parte demuchos proyectos que se desarro-llan en el ámbito privado, sin em-bargo, lo que la hace especialmenteinteresante y distinta de otras zonas
Un interesanteprograma deencuentrosEn el marco de Mi-cronora tendrá lu-gar la sexta ediciónde los encuentrostecnológicos euro-peos de las micro ynanotecnologías,cuyo objetivo esayudar a los profe-sionales de estastecnologías (em-presas, laboratorios de investigación y centros técnicos) a establecer con-tacto con sus homólogos europeos, de forma que las empresas tengan laoportunidad de encontrar soluciones innovadoras que, es bien posible, lle-ven buscando desde hace tiempo.
Por otra parte, los días 24 y 25 de septiembre reunirán una serie de con-ferencias que versarán sobre: la micro y nano fabricación, la nanocaracte-rización y nanometrologías y los nanomateriales y tratamientos de super-ficie.
Finalmente, hay que hacer referencia también a los premios Microns d’or,otorgados por un jurado compuesto por investigadores e industriales delsector en los que se reconoce la creatividad de los expositores galardona-dos. Incluye las siguientes categorías:
• 1.ª Categoría: piezas o sistemas microtécnicos integrados en un com-ponente.
• 2.ª Categoría: componentes funcionales y dispositivos simples o com-plejos modulares.
• 3.ª Categoría: aparatos integrados en componentes microtécnicos.• 4.ª Categoría: herramientas e instrumentos de producción (herra-
mientas de corte, moldeo, conformado e instrumentos de control, etc.).• 5.ª Categoría: herramientas mecánicas y máquinas de producción
microtécnicas, automatismos y accesorios.• 6.ª Categoría: prototipos de microsistemas destinados a organismos
de investigación.En definitiva, pues, un muy interesante encuentro que en su edición an-
terior, el año 2006, congregó a cerca de 990 expositores en 25.000 m2 desuperficie, un 37% de los cuales eran extranjeros. El evento acogió a másde 15.300 visitantes profesionales.
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industriales es que constituye unode las más importantes centros en eldesarrollo de las microtecnologíasen sus diversas aplicaciones, entre lascuales las médicas ocupan un pri-mer lugar, aunque no el único. Unejemplo en este último sector es laempresa Zoopsia, líder mundial de
los implantes neurológicos y que su-perará en breve la barrera de las100.000 válvulas Sophy destinadasal tratamiento de enfermedades ce-rebrales. En otro tipo de aplicacionesestá Cheval Freres, del grupo IMI(Industries Micromécaniques In-ternationales), donde pudimos vi-
sitar un centro de componentes parala relojería y la micromecánica, asícomo también para la bisutería fina,fabricación ésta última que está cons-tituyendo actualmente una impor-tante fuente de beneficios económi-cos y en la que se han introducidobuscando nuevos mercados dondeaplicar su know how.
Mirando hacia el futuroHace ya algún tiempo que en el mun-do tecnológico se creó el eslogan delo pequeño es bello. Fue cuando seinició la tecnología de silicio que, añotras año, nos maravillaba con chipscada vez más pequeños y más po-tentes. Y el proceso continúa. Aho-ra este eslogan ya no reza única-mente para la electrónica, sinotambién para la mecánica, los sen-sores y los actuadores, convirtién-dose en auténticas máquinas meca-trónicas en miniatura que encierranmuchas sorpresas para el futuro.
Laura Tremosa110
Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397MICROTECNOLOGÍA
n En el laboratorio se articula la investigación básica con aplicaciones industriales.
Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónWIRELESS
Automatización integral deltransporte y almacenaje de vinoen bodegas
L as bodegas son un sector deproducción tradicional desdeel punto de vista tecnológico,
en el cual la automatización se haempezado a desarrollar más tarde ycon una menor implantación que enotras ramas de la industria, inclusodentro del propio sector de alimen-tación y bebidas. Desde hace dos otres décadas, se ha venido incorpo-rando tecnología de forma crecien-te en el proceso enológico de la pro-ducción de vino. Este movimientoha inducido la concepción de la au-
tomatización integral de la bodega, in-cluyendo la parte de transporte y al-macenaje, que hasta ahora se vienerealizando de forma esencialmentemanual.
En este entorno cobran especialrelevancia todos los elementos de lasinstalaciones necesarios para la au-tomatización de todos los procesos detransporte, manipulación y almace-naje que implican movilidad. Estosson, por ejemplo, las grúas para ma-nipulación de depósitos y vehículosde guiado automático (AGV) para el
transporte de toneles y jaulones debotellas.
Se hace imprescindible en estasaplicaciones un sistema homogéneoy robusto de comunicaciones quepermita la comunicación con todoslos elementos de los sistemas de au-tomatización, tanto estáticos comomóviles, con exigencias de determi-nismo en el intervalo de acceso a losdatos desde los elementos de controla los dispositivos de periferia des-centralizados.
El uso de una infraestructura tron-cal de Profinet ofrece la posibilidadde implementar partes de la instala-ción mediante Ethernet cableada ypartes basadas en comunicación ina-lámbrica, gracias a Scalance W y po-sibilitando comunicación determi-nista con los elementos de periferiaSimatic ET 200S con interfase Pro-finet, en cualquiera de los casos des-critos.
Descripción del proyectoEdasa ha desarrollado y ejecutado elproyecto de automatización de dosbodegas: Irius en Somontano (tér-mino municipal de Barbastro, Hues-ca) y Antión en la Rioja Alavesa (tér-mino municipal de Elciego), dos delas denominaciones de origen conmayor prestigio del país.
El concepto de estas bodegas in-tegra de forma espectacular la bodegay sus viñedos, la estética y el diseñotanto arquitectónico como interior,
El transporte y almacenaje automáticos del vino en una bodega, en lassucesivas fases de su ciclo de producción (depósito, barrica y botellas),basado en puentes-grúa y AGV (vehículos guiados automáticamente),plantea requerimientos específicos en el sistema de control. Esespecialmente necesario un medio de comunicación inalámbricorobusto. El sistema de comunicación inalámbrico Profinet basado enScalance W de Siemens permite cumplir con estos requisitos.
n AGV para transporte de barricas.
así como la funcionalidad del proce-so enológico y del transporte y al-macenaje automáticos del vino.
Los elementos principales del sis-tema desarrollados para este pro-yecto son los siguientes:
• Puente-grúa para depósitos devino de 8 Tn de carga, totalmenteautomático. Realiza operaciones en-tre posiciones de llenado, almacena-je, vaciado, carga-descarga de má-quinas de proceso y vehículo AGV,con optimización de trayectorias ygestión de zonas de paso restringido.En Barbastro existe un conjunto dedos puentes-grúa de funcionamien-to paralelo independiente y conec-tados por un paso entre ellos, con doscarros compartidos. El existente enElciego es un puente-grúa circularcon un solo carro.
• AGV (Automated Guided Vehi-cle o Vehículo Guiado Automáti-camente) para depósitos de vino de5 Tn de carga, con 4 ruedas motricesy directrices y navegación guiada porláser y control del vaciado automá-tico del depósito. Destacan las pres-taciones de alta maniobrabilidad yprecisión y la integración funcionalcon el puente-grúa gracias a su co-municación inalámbrica.
• AGV de barricas y botelleros de1,5 Tn de carga, con 4 ruedas motri-
ces y directrices y navegación guia-da por láser. Las prestaciones sonexcepcionales en cuanto a manio-brabilidad y precisión de guiado, e in-cluyen capacidad de trayectorias cir-culares y servicio en varias plantasmediante ascensor totalmente auto-mático gestionado en el cálculo de ru-tas, así como operaciones de carga ydescarga de máquinas de llenado,vaciado, lavado y proceso de barricasy apilamiento en almacenes de ba-rricas. Además, cuenta con opera-ciones de carga y descarga en má-quinas de embotellado, apilamientoen almacenes de botelleros y expe-dición.
• Horquilla de AGV de 3 ejes paraapilamiento en almacenes de barri-cas de 7 alturas (7 filas) hasta un to-tal de 5 m desde el suelo, en confi-guraciones flexibles al tresbolillo y
apilamiento en almacenes de bote-lleros de la misma altura. Incorporaun repertorio de diversas funcionesde localización sensorial precisa deobjetivo, que permite el uso de so-portes estándar con tolerancias di-mensionales y de apilamiento no crí-ticas.
Para la integración de todos ellosen un sistema homogéneo de controlse requería la posibilidad de esta-blecer una única red de comunica-ciones robusta, fiable y determinis-ta en los tiempos de acceso a loselementos periféricos y que combi-nase la posibilidad de una infraes-tructura principal de comunicacióncableada con zonas extensas de co-municación inalámbrica, tanto paralos puentes grúas descritos como enlas zonas de uso de los AGV.
Requerimientos de hardwareEl sistema de transporte y almacenajese compone de elementos móviles yvehículos autónomos e incluye múl-tiples CPU y un repertorio extensode sensores y actuadores inteligen-tes complejos, tales como codifica-dores de posición de distintos tipos,telémetros, sensores de distancia,escáner láser, variadores de veloci-dad, servomotores y otros.
Por otra parte, la instalación cubreun área extensa e integra intercone-xiones con muchos otros sistemas ymáquinas heterogéneos: puertas au-tomáticas, ascensores, iluminación,accesos, máquinas de entrada y pro-ceso de uva, proceso de barricas,puntos de carga-descarga, etc.
Estas interconexiones abarcan des-de pequeños equipos con entradas ysalidas discretas hasta sistemas in-tegrables en distintas redes de cam-po o Ethernet, con diferentes exi-gencias en cuanto a tiempos derespuesta.
El sistema de control requería laelección de un hardware principalque cubriese de forma homogénea to-das estas necesidades, con especialénfasis en las redes de comunica-ciones.
Todos estos exigentes requisitosfueron la clave de la elección de loselementos utilizados para la auto-matización.
El proyecto se realizó con equipos
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n Scalance W de Siemens con antena ex-terna.
n AGV para transporte de depósitos de vino.
Siemens basados en PLC SimaticS7-300 y estaciones de periferia des-centralizada Simatic ET 200S, ambosequipos con la posibilidad de imple-mentar puertos de comunicación tan-to Profibus como Profinet.
La comunicación principal entrelos diferentes PLC del sistema, las in-terfases hombre-máquina, el siste-ma scada y algunas estaciones de pe-riferia descentralizada es una redEthernet industrial Profinet, con am-plias zonas de comunicación ina-lámbrica.
En la aplicación se requerían dosubicaciones para la comunicaciónEthernet sin hilos WLAN. En primerlugar, las zonas de utilización de losAGV en las bodegas de toneles y laszonas de manipulación y almacena-je de los jaulones de botellas, inclu-yendo en estos casos zonas de pasode los vehículos en ascensores quevinculaban ambas zonas.
La segunda ubicación permitía elcontrol en los puentes grúa utilizadospara la manipulación de los grandes
depósitos, permitiendo el vínculo enla estructura de control entre las par-tes estáticas y móviles del sistema.
En ambos casos, el corazón de lacomunicación inalámbrica basada enWLAN debía poder satisfacer una se-rie de requisitos básicos para la apli-cación, sobre todo en aspectos rela-tivos a:
• Fiabilidad: tráfico de datos cí-clico y predecible (determinista), po-sibilidad de supervisión de la cone-xión inalámbrica y alta estabilidad dela conexión inalámbrica.
• Robustez: Resistencia a la en-trada de agua, polvo y condensacio-nes.
• Seguridad: Mecanismos están-dar para el reconocimiento de usua-rio (autentificación) y codificaciónde los datos.
La gama de equipos Scalance Wpermitieron alcanzar con éxito losrequisitos establecidos, pudiendo ga-rantizar tiempos de itinerancia mí-nimos, alta robustez mecánica, aptapara instalación directa fuera de ar-
mario, y alta fiabilidad debido a lautilización de antenas dobles que ga-rantizan el enlace inalámbrico en en-tornos especialmente hostiles para lacomunicación en radiofrecuenciacomo una bodega.
Redes de comunicación yprocesadores distribuidosUna red Ethernet Profinet conecta to-dos los elementos de control, tantode la zona del puente-grúa como dela zona de los AGV. Dichos elemen-tos son el PLC principal Simatic S7300, un PLC de servicios auxiliares,una pantalla HMI de control y su-pervisión Siemens MP370 y un PC degestión de los vehículos AGV.
Todos los PLC disponen sus en-tradas-salidas en una red local pro-pia de dicho controlador, implemen-tada en Profibus DP y sus propiasestaciones de periferia descentrali-zada Simatic ET 200S.
No obstante, la implementación deuna red troncal principal Profinet po-sibilita que algunos puntos de en-
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n Esquema de hardware de la aplicación.
tradas-salidas distribuidos por la bo-dega se conecten directamente a lared Ethernet, mediante estacionesSimatic ET 200S PN y que comuni-can con el controlador principal deforma determinística gracias a Pro-finet.
Sobre la red Ethernet se disponenlos puntos de acceso industriales Sca-lance W-788: uno para los puentes-grúa, y un conjunto de ellos para lacobertura de todas las rutas de AGVa lo largo de la bodega.
El estudio de las zonas de cober-tura generada por los diferentes pun-tos de acceso en las zonas de uso yla planificación de las frecuenciasutilizadas por los distintos equipos,de modo que posibiliten un anchode banda suficiente para la aplica-ción en todas las zonas de paso de losvehículos, a la vez que se garantizael uso de canales que no interfieranentre los diferentes puntos de acce-so (AP) constituyen uno de los as-pectos principales a la hora de dise-ñar una aplicación de estascaracterísticas.
El uso del software de planifica-ción de cobertura Sinema E de Sie-mens permitió diseñar la correctaubicación de los diferentes puntosde acceso WLAN Scalance W, ba-sándose en planos de la instalación.Esta planificación previa permitió re-ducir drásticamente el tiempo depuesta en marcha de la aplicación,minimizando las incertidumbres aso-ciadas a las aplicaciones basadas en
una comunicación inalámbrica, es-pecialmente en espacios cerrados,como son las bodegas.
Cada puente-grúa incorpora dosPLC S7 300 para el control local delmovimiento del puente y del carro,con un punto de acceso ScalanceW-788 y un punto cliente Scalance-W746, detrás del cual se sitúan losPLC S7 300 que controlan las partesmóviles de la máquina.
Esta configuración permite utili-zar la comunicación IWLAN a nivelde operaciones completas del puen-te-grúa, controlando cada PLC localel desarrollo de la operación en su en-torno móvil. El resultado es una ope-ración local segura independientedel PLC maestro.
Un enlace adicional con puntocliente Scalance-W744 maneja unbloque de entradas y salidas SimaticET 200S-PN para el control del en-ganche y seguridad del depósito devino.
Los múltiples enlaces WLAN es-tán canalizados de manera que los di-ferentes elementos de la instalaciónquedan separados en su canal deemisión, de forma que no se pro-duzcan interferencias entre los mis-mos.
Hardware de los AGVEl controlador de a bordo es un Sie-mens MicroBox PC que ofrece la ca-pacidad de proceso y las funcionali-dades del entorno PC requeridas porel vehículo. El bus local de entradas-
salidas embarcado es, como en elresto de PLC, Profibus-DP con esta-ciones Simatic ET 200S-DP.
El software de control corre en unPLC-soft Siemens WinAC, sobre sis-tema operativo en tiempo real. Estopermite disfrutar de todas las ven-tajas requeridas de integración defunciones en una estructura PC, peroimplementando todas las tareas decontrol sobre un sistema basado entiempo real.
Cada vehículo AGV dispone de unScalance W-746, actuando comocliente WLAN y proporcionando unenlace con la infraestructura ina-lámbrica proporcionada por los di-ferentes puntos de acceso ScalanceW-788, dispuestos a lo largo de todosu recorrido y que a su vez sirven devínculo hacia la red Ethernet princi-pal cableada.
La operación y coordinación de losAGV es gestionada por un PC remo-to presente en la red Ethernet prin-cipal, y que se integra con los puen-tes-grúa y el resto de instalacionesque intervienen en el ciclo del vinoa través de depósitos, barricas y bo-telleros.
Marino Sebastián IzuelDirector de Automática de Edasa
David de Francisco Abad Responsable de ComunicacionesIndustriales de Siemens
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397WIRELESS
Proficy Process System ha sido diseñado para cubrir el vacío que históricamente ha existido entre los sistemas DCS y PLC/SCADA tradicionales. Esta tecnología aporta soluciones a los problemas y limitaciones de estos sistemas, y proporciona, tanto para la industria de proceso por lotes como para la industria de proceso continuo, una solución para mejorar la eficiencia en sus operaciones y en sus resultados de negocio. Proficy Process System contribuye a la reducción de su coste total de propiedad (TCO).
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónSIMULACIÓN
Cuando dos herramientas se complementan
Desde la simulación directamenteal prototipo
R especto al desarro-llo de la tecnología,hay quien afirma
que todo es una cuestiónde método y esto puede sercierto si un investigador pue-de escoger libremente lasherramientas que precisa,pero ¿puede verse de la mis-ma manera en el área deldesarrollo de máquinas?
Desgraciadamente, las li-mitaciones existen, lo quetiene en algunos casos unefecto en la eficiencia finaldel resultado. El cliente final,por supuesto, desea la utili-zación de estándares, pero¿puede ser esto siempre lamejor solución? ¿No deberíaser la búsqueda de benefi-cios lo que marque en pri-mer lugar la decisión poruna u otra solución y sóloluego tener en cuenta otrosaspectos? La filosofía de B&R consisteen reconocer esos beneficios y apli-carlos a la ingeniería de la automati-zación de una forma responsable.
A favor o en contra de lasimulaciónEn algunos sectores, la simulaciónes totalmente indiscutible, ¿puedecuestionarse la necesidad y efectivi-dad de, por ejemplo, los simuladoresde vuelo? Si el vuelo espacial y eltransporte aéreo confían en la simu-lación, ¿por qué no contemplar sus
posibles beneficios en muchas otrasaplicaciones?
La simulación ha tenido un granéxito allí donde hay en juego altoscostes y riesgos, además de un sig-nificativo peligro para la máquina oel hombre. Hoy en día, las simula-ciones ofrecen un importante po-tencial para lograr apreciables aho-rros de costes.
Sin embargo, hay que decir que losopositores a la simulación tambiéntienen argumentos razonables a su fa-vor. Resulta siempre incompleta, con-
sume mucho tiempo y esimplementada con pocacualidad, de forma que losbeneficios efectivos en laproducción de maquina-ria se quedan en el cami-no. La percepción más co-mún es que la simplicidadde los procesos no justifi-ca la inversión en una si-mulación profesional y escierto que una simulaciónsuperficial realmente nojustifica el tiempo y es-fuerzo invertidos.
Hay que definir lafinalidad de unasimulaciónEl problema radica en que,en la práctica, la finalidadde una simulación se de-fine poco o, lo que es peor,se deja sin definir. Un pro-yecto de simulación re-
quiere una definición, una especifi-cación y una fase de implementación.Para poder hacer un test, se reem-plaza el objeto real por el simuladoy entonces es posible testear sus ca-racterísticas más importantes. Esto,que puede parecer trivial, es el nú-cleo fundamental del desarrollo. Hayque tener en cuenta que proyectosde desarrollo que han sido subesti-mados, normalmente tienen un mo-derado éxito. Existen notables ex-periencias al respecto.
Tener el objetivo ante los ojos pue-
La realización de un buen modelo de los sistemas controlados puedeproporcionar un desarrollo más eficiente y contribuir a un aumentoconsiderable de la producción, siempre que la simulación haya sido elresultado de una definición, una especificación y una fase deimplementación adecuados. La interacción entre Matlab/Simulink yAutomation Studio viene a ofrecer una excelente solución.
n Interfaces sencillos para el intercambio de datos.
de ser un factor decisivo para el éxi-to y es, en cierto grado, decisivo tam-bién en relación con los métodos y he-rramientas usadas. Una simulación deflujo de material presenta desafíosdiferentes a los que presenta una si-mulación de un proceso. Los reque-rimientos logísticos tienen que serenfocados de forma distinta que losrequerimientos propios de los pro-cedimientos de control.
La simulación del mundo real esuna ayuda para desarrollar solucio-nes robustas y fiables. En muchoscasos, el proceso no está disponiblepara probarlo cuando se está escri-biendo el software, y es en esas si-tuaciones donde la simulación pro-porciona muy buenos servicios paraminimizar el riesgo y los costes.
En la automatización, el control enlazo abierto o cerrado es una de lasprincipales prioridades. ¿Pueden serlos resultados de la simulación usadosinmediatamente y directamente?¿Pueden resultar fiables, automatiza-dos y suficientemente robustos? ¡Todoeso es una cuestión de método!
Hablemos de Matlab/SimulinkSimulink es una herramienta utiliza-da extensamente en muchas indus-trias de alta tecnología. Nacido ba-sándose en el principio de que casitodo puede ser descrito matemáti-camente, este producto es perfectopara modelar procesos de control.El modelo del sistema se correspon-de con la simulación del mundo real.Cuanto más fielmente refleje la rea-lidad el modelo, mejores serán losresultados y las soluciones alcanza-bles. Pero, ¿qué soluciones?
Simulink no es sólo una herra-mienta para modelar sistemas, estambién un entorno de altas presta-ciones para desarrollar algoritmospara el control de procesos. Cerrarel bucle de control constituye un en-torno familiar para los usuarios deeste sistema.
Simulink ofrece un gran númerode posibilidades para comprobar lacalidad y robustez de la solución de-sarrollada, e implementa los mode-los, soluciones y entornos de test deforma eficiente y con rapidez, sobretodo gracias a los servicios que pro-porcionan su interfase gráfica y lasherramientas. La pregunta ahora es:¿cómo pasamos de una solución de-sarrollada en Matlab/Simulink a unasolución de automatización?
Generación automáticade códigoEl Real Time Workshop de Math-works ofrece una solución generalpara generar código automática-mente que puede ser compilado yésta es la clave cuando se habla detransferir modelos desde Matlab / Si-mulink hacia el mundo real. Por su-puesto, una solución general no pue-de abarcar todas las demandas deun producto de automatización. Éstaes la razón por la que B&R ha desa-rrollado expansiones compatiblescon el sistema, que aseguran unaperfecta interacción entre Matlab/Si-mulink y Automation Studio (Auto-mation Studio es el entorno de de-sarrollo para los productos deautomatización de B&R). Los usua-rios pueden concentrarse en su co-nocido entorno de desarrollo cuan-
do crean un modelo. Cada modelo de Simulink consis-
te básicamente en bloques y sus co-nexiones. Cada bloque tiene un com-portamiento preciso definido, indicacómo debe funcionar en la simulacióny también provee el código fuentepara la generación automática de có-digo.
Los bloques usados en Simulinkque son específicos para AutomationStudio controlan el comportamientodel generador de código, particular-mente en el área de conectar en elcontrolador las variables de procesocon el mundo real. Entre otros de-safíos, el generador de código se cen-tra en que el código generado auto-máticamente sea correctamenteensamblado, tanto en la sintaxis comoen el orden cronológico. La referen-cia a todos los componentes de soft-ware requeridos (librerías) y la co-nexión entre todas las variables eneste código fuente preparan la com-pilación para un sistema específico.
Automation Studio genera el códi-go ejecutable para el sistema espe-cífico basado en el código fuente quese ha generado automáticamente.Ahora, cuando se compila, ocurreuna transición entre el modelo y laaplicación de automatización y es-tán disponibles sin limitaciones todoslos mecanismos de control estándartales como descargar, análisis de da-tos, etc.
Así, pues, debe olvidarse el este-reotipo de que el código generadoautomáticamente lleva a que el có-digo fuente no sea claro, excesiva-mente voluminoso y considerable-mente ineficiente. La expasiónEmbedded Coder del Real-TimeWorkshop genera un código estruc-turado que funciona eficientementeen el sistema de destino sin usar ex-cesivos recursos.
El estándar IEC61131-3 Los tipos de datos son el primer pasopara una completa integración demodelos de Simulink en el controla-dor. Los modelos creados durante lageneración automática de código seadaptan perfectamente con los otrosprocesos del sistema de automatiza-ción. Todas las posibilidades que losusuarios conocen del típico PLC tam-
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397SIMULACIÓN
n Hidráulica y control, de la simulación directo a Automation Studio.
bién se encuentran aquí. En cuantoal diagnóstico de errores en la pro-gramación, la solución que se pro-pone va mucho más allá de la inte-racción con el usuario final. Losvalores del proceso del modelo pue-den ser utilizados sin límite comoentradas o salidas físicas, así como enla visualización. Finalmente, el usua-rio final se beneficia de un entorno detrabajo agradable y de capacidadesde diagnóstico. Si es necesario, loparámetros y valores del procesopueden ser modificados usando re-cetas e instrucciones de alto nivelpara facilitar el proceso de produc-ción.
Hay que romper un huevo parahacer una tortillaHablando de software, esto significaque cuando se desarrolla softwaresiempre se cometen errores. Inclusola aproximación basada en el mode-lo de Matlab/Simulink no se escapade esta afirmación. Por ese motivo,hay que tener precauciones para elanálisis. La coordinación con las he-rramientas de desarrollo lo permi-ten en los dos sistemas. El entornode trabajo de Matlab/Simulink hacede monitor de variables, al igual quela ventana de Watch en AutomationStudio. Esto constituye una valiosacontribución para trabajar eficiente-mente porque el usuario no tieneque salir de su actual entorno de tra-bajo y puede concentrarse en su ta-rea principal. El código eficiente-
mente implementado siempre estádisponible para ser analizado. El có-digo fuente libre y accesible en Au-tomation Studio ofrece todas las po-sibilidades, desde cambiar el códigohasta usar el debugger de códigofuente. Esto no se contempla comouna necesidad técnica, pero es bue-no asegurarse que se tiene la opciónde poder hacerlo.
Se dispone de modelos deimplementación detallados Disponer de modelos de implemen-tación apropiados puede proporcio-nar nuevas vías para incrementar laeficiencia del desarrollo. Téngase encuenta que la generación automati-zada de código pensada para un de-terminado sistema de automatiza-ción también puede implementarsede una forma orientada a otro siste-ma. Pueden ser probadas desde elprincipio soluciones experimentalescon nuevos métodos de forma con-siderablemente económica y efecti-va y, sobre todo, ahorrando en eltiempo final de desarrollo.
En el proceso de desarrollo, laspartes críticas son detectadas mu-cho antes. Mediante la simulación, losmodelos del sistema controlado y delcontrolador se ocupan antes de lostípicos esfuerzos de la puesta en mar-cha y recolocan esas tareas desdeun ambiente difícil de trabajo al dela oficina. De este modo, los resulta-dos inesperados en la fase de pues-
ta en marcha pueden ser reducidosconsiderablemente, aunque quizásno eliminados.
En definitiva, pues, un buen modelode los sistemas controlados repre-senta un desarrollo más eficiente ypuede contribuir a un aumento con-siderable de la producción.
En tecnología, un modelo predic-tivo es una mirada virtual hacia elfuturo. Esta tecnología no es utiliza-da exclusivamente para este fin, peropuede ser muy útil para procesos enlos que las variaciones en el controlse detectan con retardo. No hay queolvidar que retardos físicos compor-tan pérdida de calidad y limitacio-nes en la productividad. Un modelopuede mejorar sustancialmente estosefectos aplicando las teorías de con-trol predictivo.
Menores costes y tiemposLa simulación viene a permitir quedesde la idea original a la solución in-dustrial final se reduzcan significati-vamente los riesgos de desarrollo.Usando el sistema correcto puedeconseguirse una gran eficiencia a cos-tes reducidos.
Por otra parte, además se dispon-drá de más tiempo de desarrollo paranuevas ideas e innovaciones; y comose sabe, el tiempo es dinero.
Franz EnhuberKey Project AgentB&R Austria
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n Matlab y Automation Studio son dos herramientas que constituyen una solución.
n Herramientas de Simulink.
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Junio 2008 / n.º 397 Automática e InstrumentaciónMEDICIÓN DE NIVEL
Medición de nivel
Fiabilidad en la medidade interfase entre productos
P ara entender el comporta-miento de las condiciones deproceso, así como para elegir
el principio de medida a utilizar encada caso, es necesario definir conclaridad el término interfase. Ideal-mente, la separación entre dos pro-ductos con densidades muy diferen-tes da como resultado una línea muyclara de interfase; sin embargo, en lapráctica existe una transición entrelos dos productos llamada “emul-sión”. En consecuencia, es necesariotener en cuenta las distintas interfa-ses que pueden formarse en un pro-ceso: la transición de un producto ala capa de emulsión y la transición dela capa de emulsión al segundo pro-ducto. En ciertos procesos indus-triales pueden observarse tambiénotras interfases. En la extracción decrudo, por ejemplo, debe haber unaseparación entre aceite/agua. En elfondo se forma una capa de sedi-mentación de arena y sustancias pe-sadas seguida por una interfase só-lida/líquida hasta la capa de agua. Enla separación del agua y el aceite, segenera una capa de emulsión, espe-cialmente en el crudo. Frecuente-mente, también se forma una capa deespuma por encima del aceite.
Para cada aplicación, es necesarioverificar las condiciones de procesopara elegir el principio de medida deinterfase más adecuado. Algunas delas tecnologías disponibles tienen encuenta la diferencia de densidad delos dos medios para definir la alturade la interfase (desplazadores, pre-sión diferencial, flotadores, magne-torestrictivos), pero es posible darrespuesta a esta medida en continuocon principios que no tengan tantadependencia de la densidad de losproductos, sin partes móviles, quetengan una buena estabilidad a lar-go plazo y que requieran un mante-nimiento mínimo. Si el principio de
medida utilizado depende de unascondiciones iniciales de densidad decada capa, los valores de densidadcambiarán si la temperatura de pro-ceso cambia y podría detectarse unerror en la medida de interfase.
Pero no sólo las condiciones deproceso son determinantes para es-coger el principio de medida másadecuado, sino que también debe co-nocerse si el nivel total es constanteo variable y si el instrumento de me-dida elegido puede ofrecer las dos se-ñales independientes.
Sistema capacitivoLa sonda capacitiva en combinacióncon la pared metálica del tanque for-ma los dos electrodos de un con-
densador y el producto del interiores el dieléctrico. La sonda debe sertotalmente aislada para prevenir uncortocircuito con líquidos conducti-vos.
Los productos de baja constantedieléctrica εr (DC) generan bajosvalores de capacidad y, por el con-trario, los valores de alta DC causangrandes variaciones de capacidad.El hecho es que medir interfases consondas capacitivas es muy simple.El rango de medida de la interfaseserá una indicación de la altura dellíquido que tenga mayor constantedieléctrica DC. Si aumenta el nivel delproducto de baja constante dieléc-trica, la señal de la sonda capacitivadisminuirá.
Para la medida de nivel de interfase esprimordial conocer las características de losproductos que la componen, así como conocerla existencia de emulsiones o sedimentaciones.Asimismo, es necesario confirmar si lascondiciones de proceso se mantienen estables(temperatura, presión…) para poder elegir elprincipio de medida de interfase más adecuadopara cada aplicación
n Diferentes situaciones en la medida de interfase.
Para utilizar este efectode la diferencia de cons-tantes dieléctricas, ambosproductos deben tener unaconstante dieléctrica muydiferente. Cuanto menorsea la diferencia entre am-bos valores, mayor será lainfluencia del fluido supe-rior en la precisión totaldel sistema.
En la práctica, la sondascapacitivas son un princi-pio de medida probado yfiable en medidas de inter-fase. Si hubiese capas deemulsión en lugar de una línea deinterfase bien definida, el capacitivodará una señal promedio, pero aun asíla medida se mantendrá estable.
Sistema radiactivoEl sistema radiactivo se utiliza nor-malmente cuando no puede utilizar-se ningún otro principio de medida,ya sea por las condiciones de proce-so o bien por limitaciones construc-tivas o mecánicas.
La fuente radiactiva gamma, isó-topo de cesio o cobalto, envía una ra-diación que es absorbida por las pa-redes del depósito y por el productode proceso. En el lado opuesto del de-pósito o tubería se instala un detec-tor que convierte la radiación en unaseñal eléctrica. Por el principio demedida, cuanto más producto de pro-ceso haya en el depósito, mayor serála absorción de la radiación, dando lu-gar a niveles de radiación en el de-tector que sean proporcionales al ni-vel en el depósito. En el caso de unamedida de interfase, la radiación seráabsorbida de manera diferente porambos productos, dependiendo desu densidad. El valor de medida de 0%se ajustará con el producto de menordensidad y el valor de 100% se ajus-tará con el producto de mayor den-sidad. Este principio de medida esindependiente de las condiciones deproceso e incluso puede utilizarse eninterfases entre líquidos y sólidos.
Sistema de radar guiadoEl transmisor de nivel por microon-das guiadas utiliza impulsos de altafrecuencia guiados a través de un ca-ble o varilla. Cuando los impulsos en-
cuentran la superficie del producto,el cambio de impedancia eléctricaprovoca que sea reflejada parte de laenergía. La medida del tiempo de re-torno entre el impulso emitido y el re-flejado es directamente equivalentea la distancia entre el instrumento yla superficie del producto.
Sólo una parte de la energía es re-flejada por la superficie del produc-to, el resto es capaz de penetrar el pri-mer producto y reflejar en el segundoproducto. Este efecto se utiliza paradeterminar la altura de la interfase.
Para poder realizar una medida fia-ble de interfase deben confirmarse al-gunos datos. El producto superiorde la interfase debe tener siempre unvalor de constante dieléctrica cono-cido y además, de los dos productosque forman la interfase, debe ser elproducto con menor valor de cons-tante dieléctrica. Las capas de emul-sión reducen la energía reflejada cer-ca de la línea de interfase, por lo quepara garantizar una medida fiable deinterfase debe conocerse la altura
máxima de la emulsión. Elproducto inferior de la in-terfase debe tener un va-lor de constante dieléctri-ca suficientemente altopara que la energía queatraviesa la capa superiorsea reflejada por este se-gundo producto. En la me-dida de interfase, utili-zando el radar guiado lasondas electromagnéticasatraviesan diferentes me-dios que reducen su velo-cidad de propagación, locual debe corregirse en la
puesta en marcha.La ventaja de utilizar un microon-
das guiado para la medida de inter-fase es que el mismo instrumentoofrece la señal de nivel de la propiainterfase y la señal del nivel total.Además, esta tecnología es inde-pendiente de los cambios de densi-dad y temperatura del proceso. Aun-que haya adherencias de producto enla varilla de medida, la precisión y fia-bilidad de la medida no se ven com-prometidas. Asimismo, el radar guia-do es inmune a las espumas,condensaciones y adherencias quepueden darse en una aplicación de in-terfase.
El radar guiado puede utilizarseen procesos con temperaturas dehasta 400°C (752°F) o presiones dehasta 400bar (5800psi).
En definitiva, para la medida denivel de interfase es primordial co-nocer las características de los pro-ductos que componen la interfase, asícomo conocer la existencia de emul-siones o sedimentaciones. Asimis-mo, es necesario confirmar si las con-diciones de proceso se mantienenestables (temperatura, presión…)para poder elegir el principio de me-dida de interfase más adecuado paracada aplicación.
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Matthias BoldtProduct Manager LevelEndress+Hauser MaulburgOliver ReherProduct Manager de Nivel Endress+Hauser España
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Automática e Instrumentación Junio 2008 / n.º 397MEDICIÓN DE NIVEL
n Interfase utilizando sondas capacitivas.
n Medición de interfase con radar guiado.
C = Capacidadεr = Constante dieléctrica del producto (DC)εo = Permisividad del vacíoD = Diámetro exterior del electrodod = Diámetro interior del electrodo
2 . π . εr. εo
. hC =
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Célula fotoeléctricau La serie de barreras fotoeléctricas W12-3 quecomercializa Sick ha sido diseñada para servir deamplia plataforma a los trabajos de automatizaciónmás diversos y exigentes. Para su instalación enaplicaciones que requieren un largo alcance, de has-ta 20 m, o mayores reservas de potencia, incorporaun sistema de colimación automática especial-mente adecuada para conseguir una identifica-ción de objetos fiable, tanto en las distancias máscortas como en las más largas. A destacar también su resistencia a de-tergentes, desinfectantes y aceites lubricantes y sus posibilidades de apli-cación en entornos agresivos, todo ello en un intervalo de temperaturacomprendido entre los -40ºC y los 60ºC.
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Nuevos dispositivos de supervisión
u La nueva generación de dispositivos desupervisión electrónicos PMDsigma dePilz supervisa valores como tensión, co-rriente, temperatura o secuencia de fases.Un aspecto novedoso es que ofrece la po-sibilidad de ajustar fácilmente los valoresmediante un mando y guardarlos en unachip card. De este modo, proporciona fle-xibilidad para transferir los datos a otrosdispositivos. Un display de texto en cla-ro facilita la parametrización y ofrece un
diagnóstico cómodo. Además, permite extraer conclusiones sobrela carga del motor a partir de la potencia activa, supervisa umbralesde conmutación y transmite un valor de tensión o corriente ana-lógico que es proporcional a la potencia activa, lo que posibilita lasupervisión de umbrales de carga baja y de sobrecarga medianteseñal analógica (PLC) o un relé integrado.
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Solución para la transmisión de datos
u Para resolver los proble-mas de configuración delDCOM, la firma Makitron pre-senta el nuevo MatrikonOPCTunneller 3.0, que garantiza elenvío de forma fácil y segurade los datos a través de la red.Para su funcionamiento en di-ferentes tipos de redes como,por ejemplo, tWAN, Satélite,GPRS y wireless, entre otras,se trata de una solución de fácil configuración que soporta dife-rentes especificaciones OPC: OPC DA (OPC Data Access) 1.0a ,OPC DA (OPC Data Access) 2.0, OPC DA (OPC Data Access)2.05ª y OPC HDA (OPC Data Access) 1.2. Para su instalación, losrequerimientos del sistema son los mínimos de hardware y de soft-ware, es decir, disponer de Intel Pentium III 400 MHz, 512 MB dememoria RAM, 40 MB de espacio en disco, conectividad TCP/IP yuna resolución de 800 x 600, 16 bit color.
www.makitron.es
Relé industrial con pulsador de prueba
u La familia de relés industriales MK-S que presentaOmron incorpora pulsador de prueba con retención quepermite revisar el estado del circuito eléctrico y evitarposibles errores en la conexión de instalación. Estanueva gama duplica el rango de temperatura de trabajo(desde -40ºC a +60ºC) respecto al modelo anterior.Todos los modelos incorporan indicador mecánico, yaquellos con pulsador de prueba disponen, además, de
etiqueta de referencia, facilitando el control de estadode la instalación. Se encuentran disponibles modelos de 2
y 3 polos hasta intensidades de 10A. Además, dispone de mar-cado CE y homologaciones VDE y UL.
Redacción permanenteCarlos García, Eva Montero, Santiago Sáez,Sandra Astor, Laura López, Nuria Calle (Madrid)
Consejo de RedacciónXavier Alcober, Jordi Ayza, Concepció Roca, AntoniSudrià, Francesc J. Suelves, Laura Tremosa
CEA (Comité Español de Automática)Miguel Ángel Salichs (Presidente), Guillermo Ojea(Vicepresidente), Alberto Sanfeliú (Secretario),Alfonso García Cerezo (Vocal)
Atención al suscriptorIngrid Torne, Elisabeth DíezTel.: 902 999 [email protected]
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Alimentaria Exhibition, S.A.......................................122Aplicacions Elèctriques ...............................................27Asea Brown Boveri, S.A...............................................99Axis Automation, S.L. ................................................129B&R .............................................................Encarte y 45Bitmakers, S.L. ...........................................................105Bürkert Contromatic, S.A............................................21CIM/GE Fanuc ...........................................................117Control Software, S.A. .................................................72Diteico, S.L. ..................................................................91Emerson Process Management .....................................3Endress y Hauser, S.A. ........................................17 y 19Equiplast ......................................................................22Fadisel, S.L. ..................................................................18Filtros Cartés......................................................53 y 128Fluke Ibérica, S.L. .......................................................51GE Fanuc Intelligent Platforms Europe, S.A. .........111Hirschmann ...................................................................8Hispack ...................................................................... 118Honeywell ....................................................................35IFM Electronic, S.A. ..................................................125Igus, GMBH .........................................................16 y 18Imeval, S.L. ................................................................127Ingeteam Corporation, S.A. ........................................15Instrumentos Testo, S.A. ............................................ 23Lana Sarrate, S.A. ....................................................... 47Maxon Motor ............................................................... 24Medel Cadena, S.A. .....................................................16Mesurex, S.L. .................................................................4Mitsubishi Electric Europe .........................................26Montané y Asociados ................................................116National Instruments Spain, S.L. ...............................10Novatek .......................................................................34Nuova Fima, S.A. ...........................................................6
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¿Hacia los procesos híbridos?En la industria moderna, es prácticamente imposible disociar totalmente en sus procesosla denominación de continuo, discreto o batch, coexistiendo, en mayor o menor medida,una mezcla de dichas categorías (proceso híbrido) que es preciso satisfacer.
Jean Aley,de GE Fanuc“Lo importante conel software es protegerla inversión actual y futura”
