Campos de aplicación

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Aquí se transfiere en todas partes

Múltiples requisitos: aplicaciones dinámicas, grandes distancias y condiciones ambientales extremas.

Automatización de productos con Industrial Wireless

En el contexto de la optimización de procesos en aumento, la flexibilización y el aumento del rendimiento de máquinas e instalaciones también aumenta el grado de automatización de los sistemas de máquinas giratorios o móviles.

Simultáneamente, las máquinas y las instalaciones son más compactas y complejas en cuanto a su mecánica y también aumenta la necesidad de comunicación. A menudo, estos retos ya no pueden superarse de forma practicable o rentable sin el uso de una solución de comunicación inalámbrica.

A continuación, se presentan algunos ejemplos del sector de la automatización de producción.

Automatización de productos con Industrial Wireless

En los sistemas de máquinas giratorios o móviles cada vez más se utilizan sistemas de control descentralizados, reguladores de accionamiento inteligentes o sistemas de sensores que deben mantenerse remotamente. El requisito para ello es una comunicación Ethernet potente y sobre todo transparente.

Mediante las líneas de contacto utilizadas normalmente para ello no es posible llevar a cabo una comunicación Ethernet. Por este motivo, una comunicación Ethernet mediante Wireless LAN o Bluetooth cada vez se utiliza más en estas aplicaciones.

Ya sea en la fabricación de vehículos, la automatización del flujo de material o la logística de almacén: a menudo unos soportes desplazables guiados por carril transportan las piezas necesarias entre las distintas estaciones de trabajo o las zonas el almacén. Entretanto, la probada transmisión de datos serie mediante líneas de contacto entre el sistema de control central y los soportes desplazables llega a sus límites debido a su baja velocidad de transmisión de pocos kilobits por segundo.

Por este motivo, en muchas de estas aplicaciones la comunicación ya se realiza mediante una conexión Wireless LAN rápida sin desgaste. A lo largo de todo el trayecto de marcha se tiende una antena de guía de ondas de fuga especial que ofrece una comunicación estable y fiable.

Los sistemas de transporte autónomos, los shuttles de almacén o los carrys, que se mueven de forma autárquica en la instalación, aumentan la flexibilidad y la eficiencia del transporte de material. Su gran ventaja consiste en que puede adaptarse fácilmente a los requisitos y las circunstancias que cambian continuamente de una producción moderna. La comunicación con estos sistemas autónomos solo puede realizarse con sistemas inalámbricos.

Según la aplicación, deben integrarse en la red más de 100 sistemas de transporte móviles, que casi siempre se mueven en una gran área. Estas aplicaciones solo pueden realizarse con una potente red WLAN. Para un servicio sin fallos se precisa un cambio rápido y fiable (roaming) del cliente WLAN entre los distintos puntos de acceso WLAN de la red. Por este motivo, los módulos Wireless LAN de Phoenix Contact se optimizaron especialmente para el roaming rápido.

En muchos almacenes de estantes elevados la comunicación inalámbrica ya se utiliza hoy en día como alternativa técnica o rentable para sistemas de transmisión ópticos. En aplicaciones más complejas, en las que p. ej. se operan varios equipos de mando de estantes en un carril, a menudo una comunicación remota es la única solución practicable.

Además, cada vez con más frecuencia se instalan videocámaras en los equipos de mando de estantes para que en caso de problemas sea posible un análisis de la causa mediante vídeo. Para este caso de aplicación, se necesitan grandes tasas de datos. Mientras que para una comunicación de control pura basta una solución Bluetooth, las aplicaciones con una gran tasa de datos deben ponerse en práctica con Wireless LAN.

Actualmente, los sistemas de grúa se integran en el sistema de gestión de producción o almacén y se controlan de forma totalmente automática. En este caso, normalmente la transmisión segura funcional de señales es un requisito básico.

Las aplicaciones de grúa seguras funcionales (grúas tándem, aplicaciones anticolisión, etc.) pueden implementarse fácilmente y de forma fiable en el marco de una solución ProfiSAFE o SafetyBridge mediante Bluetooth. Los sistemas WLAN se utilizan sobre todo en aplicaciones más complejas como uniones de grúa.

La integración fiable de componentes de automatización en piezas de la máquina que giran deprisa supone un reto, sobre todo en combinación con la comunicación PROFINET o Ethernet/IP. El anillo de bobinado de una bobinadora de paletas gira hasta 60 revoluciones por minuto alrededor de la paleta enrollando la paleta en lámina.

En bobinadoras de cable, la velocidad de giro puede llegar a ser incluso de más de 200 rpm. Sin embargo, los rápidos movimientos no ejercen ninguna influencia en la fiabilidad de la transmisión inalámbrica, independientemente de qué tecnología inalámbrica se utilice en este caso. La comunicación inalámbrica libre de desgaste entre el sistema de control en el armario de control central y los accionamientos y estaciones de E/S en el anillo giratorio permite un servicio fiable de forma permanente.

Los Smart Devices como tablets o smartphones se han establecido completamente en el sector privado. Estos cada vez más también marcan las expectativas de los usuarios industriales en cuanto al manejo y al diseño gráfico. De ello surge una fuerte tendencia de utilizar los smartphones o tablets también para la comunicación con máquinas e instalaciones: para el registro de datos de servicio, el diagnóstico, el mantenimiento, la puesta en servicio o incluso para la programación y el manejo.

En este contexto, el tema de la seguridad también juega un papel decisivo. Por este motivo, el sistema inalámbrico industrial debe cumplir los requisitos de seguridad especiales. El punto de acceso Wireless LAN industrial WLAN 5100 de Phoenix Contact dispone de las correspondientes funciones para la protección de la máquina y la red.

Infraestructura

A menudo, las instalaciones de infraestructuras poseen una estructura de instalaciones muy ramificada que ha ido creciendo a lo largo de décadas con muchas partes de la instalación descentralizada remotas. Por ello, normalmente la estructura de comunicación es muy poco homogénea y en muchos casos ya no cumple los requisitos actuales.

Sin embargo, cada vez deben protocolizarse más valores de medición y mensajes de servicio, p. ej. niveles de llenado, rendimientos de las bombas o caudales, en partes de la instalación remotas y transferirse de forma fiable a la sala de control. Mediante el uso de sistemas inalámbricos industriales muchos de estos retos pueden solucionarse de forma fácil y eficiente.

Infraestructura

Las instalaciones de gestión del agua y de gestión de aguas residuales a menudo poseen muchas estaciones alejadas a veces varios kilómetros de la instalación central como estaciones de bombeo y para el aumento de presión o depósitos altos. In situ deben registrarse datos de sensores como temperaturas o niveles de llenado y transferirse a un puesto de registro o sala de control central. A menudo, los datos registrados localmente solo pueden transferirse a la central de forma factible o rentable con ayuda de una solución inalámbrica, porque deben superarse grandes tramos o terrenos inaccesibles.

No obstante, las tecnologías inalámbricas estándar como Wireless LAN o Bluetooth no pueden superar estas grandes distancias. Especialmente para estos casos de aplicación se desarrolló la tecnología inalámbrica Trusted Wireless 2.0. Esta permite la transmisión de datos y valores de medición a lo largo de varios kilómetros y gracias a las tasas de datos ajustables puede adaptarse de forma flexible a la aplicación concreta. Mediante el uso del sistema inalámbrico como estación repetidora además puede aumentarse el alcance.

Para operar las redes de larga distancia a ser posible sin desgaste, el caudal y la diferencia de presión deben ajustarse de forma óptima. Para ello, a lo largo de las tuberías se registran datos de proceso a intervalos periódicos y, a continuación, se transmiten al sistema de control remoto.

Para la transmisión de los valores de medición a la sala de control se precisa una solución inalámbrica. El control de tuberías largas puede llevarse a cabo fácilmente y de forma rentable con Trusted Wireless 2.0 mediante el montaje de estaciones de repetidores en una estructura de líneas.

En instalaciones de tratamiento de aguas cada vez deben registrarse y controlarse más datos de medición. Como ejemplo en este caso puede citarse el nivel de lodo en los depósitos de depuración. Para la medición del nivel de lodo se instala una sonda de proceso directamente en el puente rascador giratorio. Puesto que la transmisión de los valores de medición mediante contactos de línea de contacto requiere mucho mantenimiento y es propensa a fallos, la transmisión se realiza en muchas instalaciones de tratamiento de aguas mediante comunicación inalámbrica. Según el requisito y la distancia resulta adecuado el uso de una solución inalámbrica sobre la base de Bluetooth o Trusted Wireless 2.0.

Para los explotadores de centrales eléctricas existe una obligación de documentación para los valores de nivel y temperatura en la entrada y salida de agua de refrigeración. Por este motivo, en el terreno se instalan puntos de medición distribuidos. Para el procesamiento y el archivado, los valores de medición deben transmitirse a un sistema de control central.

A menudo, los datos primero se envían a estaciones colectivas en edificios descentralizados antes de que se transfieren a la central de control. Los requisitos para la transmisión inalámbrica son un alcance de varios kilómetros, una fácil capacidad de ampliación y redes enmalladas seguras contra fallos. Con Trusted Wireless 2.0 este tipo de aplicaciones pueden realizarse fácilmente.

Actualmente, la gestión de energía cada vez adquiere más importancia y sobre todo en empresas que consumen mucha energía de la industria del acero o del sector químico constituye un importante factor de costes. Con un sistema de gestión de energía pueden reducirse claramente los costes de energía. Sin embargo, para poder regular de forma precisa el consumo de energía deben registrarse parámetros de forma centralizada e in situ en máquinas e instalaciones mediante medidores de energía con capacidad de red.

A menudo, las instalaciones existentes no disponen de la infraestructura correspondiente y deben reequiparse. En caso de que los puntos de registro se hallen en lugares alejados o de difícil acceso, se precisa el uso de una red inalámbrica. Según el requisito de comunicación, aquí resulta adecuado el uso de Wireless LAN o Trusted Wireless 2.0, p. ej. en instalaciones amplias con comunicación RS485.

Una red Ethernet potente constituye la espina dorsal comunicativa de una instalación industrial. Sin embargo, a menudo no pueden integrarse en la red todas las partes de la instalación descentralizadas mediante una conexión de cables. En muchos casos, el tendido del cableado necesario resulta muy caro o simplemente no es posible, puesto que existe un terreno desconocido o no accesible entre las distintas instalaciones.

En este caso, puede realizarse una integración mediante radioenlaces WLAN potentes con los que es posible una transmisión de datos con hasta 300 MBit/s. En caso de conexión visual y la correspondiente altura incluso son posibles conexiones rápidas a una distancia de hasta 1000 m con un esfuerzo relativamente bajo. Las señales de estado o datos serie pueden transferirse mediante un radioenlace con Trusted Wireless 2.0 incluso a lo largo de varios kilómetros.

En campos petrolíferos se trata de instalaciones que constan de bombas distribuidas y que funcionan de forma independiente. Con frecuencia, estas estaciones de bombeo están alejadas varios kilómetros entre sí. No existe ningún cableado de red y normalmente tampoco ninguna red GSM. En el pasado, los empleados tenían que desplazarse para ello de una bomba a otra y leer los datos in situ.

De ahí resulta la tendencia actual de digitalizar los campos petrolíferos (Digital Oilfield) para ejecutar diagnósticos más rápidos y baratos y realizar una monitorización más eficiente. Todos los valores de medición y las señales transferidos por las estaciones deben registrarse cíclicamente en una sala de control alejada y disponerse para su visualización. La transmisión de señales fiable se halla en este caso en primer plano. Puesto que en el caso de la estaciones de bombeo no se trata de procesos altamente dinámicos, aquí la velocidad juega un papel de orden inferior.

La tecnología Trusted Wireless 2.0 se desarrolló especialmente para estos retos en el entorno industrial y gracias a las funciones de repetidor y las estructuras de malla autorregeneradoras resulta muy óptima para la transmisión de datos entre las distintas estaciones y la sala de control.

La intensidad de la iluminación de fuegos de peligro en instalaciones de energía eólica puede ser regulada en algunos países por los explotadores en función de la visibilidad del entorno. Asimismo, la comunicación entre las instalaciones de aviso de protección contra incendios en un parque eólico puede llevarse a cabo fácilmente de forma inalámbrica. La transmisión de señales eficiente y fiable entre varias instalaciones de energía eólica es posible gracias a la tecnología inalámbrica Trusted Wireless 2.0.

PHOENIX CONTACT, S.A.U.

Parque Tecnológico de Asturias, parcelas: 16-17-18-22
E-33428 LLANERA (Asturias)
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