La conectividad hace avanzar la fábrica inteligente. Integración y control de procesos

Por primera vez, los ingenieros de procesos pueden ahora programar, supervisar, realizar operaciones de diagnóstico y acceder a todos los datos de procesos de múltiples dosificadores de fluidos directamente a través de un único PLC, PC, tableta o dispositivo móvil. Recientemente lanzada al mercado por Nordson EFD, la función NX™ para la dosificación de fluidos admite la conectividad de fábrica inteligente con un conjunto completo de funciones para el control remoto centralizado de todos los parámetros de dosificación de fluidos a través de la conectividad Ethernet TCP / IP. Igualmente compatible con la dosificación de banco y la integración robótica, esta conectividad de la Industria 4.0 tiene como resultado mejoras en el control de procesos, el diagnóstico y la eficiencia operativa de la dosificación de fluidos.

Los proveedores de productos para la dosificación automática de fluidos están llevando la industria 4.0 a nuevas cotas. Aprovechando la automatización interconectada con los últimos avances en controles, la tecnología permite diseñar y concebir un flujo de producción más fluido, para alcanzar los niveles más altos de previsibilidad operativa y eficiencia productiva.

Una parte importante de los avances en la fábrica inteligente se refiere al intercambio de datos entre los procesos de producción, que se comunican entre sí mediante Ethernet y el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) basado en la nube. Esta integración cibermáquina/hombre permite una conexión mucho más eficaz de los procesos y una mejor organización en el entorno de producción.

Algunos de los principales problemas que han experimentado los fabricantes al intentar poner en marcha iniciativas de Industria 4.0 en sus operaciones de dosificación de fluidos son: a) ausencia de comunicación directa entre los equipos; b) captura de datos inadecuada; c) resolución de problemas deficiente in situ; d) programación tediosa; y e) falta de visibilidad de los parámetros de dosificación.

Hacer posible la fábrica inteligente de dosificación de fluidos 

Conectividad con función NX™

Por primera vez, los ingenieros de procesos pueden ahora programar, supervisar, realizar diagnósticos y acceder a todos los datos de procesos de múltiples dosificadores de fluidos directamente a través de un único PLC, o con una interfaz web desde un ordenador central, una tableta o un dispositivo móvil. Esto supone un gran avance para la supervisión y gestión de procesos con múltiples dosificadores de fluidos.

Recientemente lanzada al mercado por Nordson EFD, la función NX para la dosificación de fluidos admite la conectividad de fábrica inteligente a través de un conjunto completo de funciones para el control remoto centralizado de todos los parámetros de la dosificación de fluidos mediante conectividad Ethernet. Igualmente compatible con la dosificación de banco y la integración robótica, esta compatibilidad del protocolo NX de la Industria 4.0 permite mejorar el control, el diagnóstico y la eficiencia operativa del proceso de la dosificación de fluidos.

La conectividad NX cuenta con TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet), un conjunto de reglas y formatos que rigen la comunicación entre los dispositivos de red, lo cual permite que dos

o más dispositivos intercambien datos. TCP/IP es un protocolo ampliamente conocido, utilizado para crear redes basadas en Ethernet.

La tecnología NX se ha diseñado para el dosificador de fluidos UltimusPlus™ de Nordson EFD y los controladores de bombas volumétricas 7197PCP-DIN-NX. La tecnología de habilitación NX permite a los operarios que manejan los dosificadores de fluidos disfrutar de una gestión remota completa de sus dosificadores de fluidos, o controladores, para que sus procesos funcionen con una comunicación bidireccional con los PLC.

Este protocolo agrupa los procesos de fabricación en una plataforma única y fácil de entender. NX conecta todos los procesos de dosificación para la programación, el funcionamiento, la supervisión del proceso y la resolución de problemas.

Programación y funcionamiento

Esta tecnología ofrece un formato simplificado para mejorar la eficacia operativa mediante la programación directa desde un PLC central, un PC o un dispositivo móvil. No es necesario visitar cada estación de dosificación para su configuración o actualización, ya que permite cambiar fácilmente los parámetros de dosificación sobre la marcha en cualquier momento.

Los modos de dosificación por línea, volumen, peso y tiempo de la tecnología NX de Nordson EFD proporcionan versatilidad para una amplia gama de pasos de montaje que pueden requerir la aplicación de fluidos como adhesivos, recubrimientos, rellenadores de huecos, selladores, materiales de interfaz térmica, etc., a una pieza.

La forma en que se introduce la información en la aplicación cliente de NX es la misma en la que los integradores introducirán esa información en la aplicación cliente del PLC o PC al configurar la red. La aplicación cliente permite familiarizarse a distancia con la introducción de datos.

Descarga de registros de dosificación

NX también ofrece una documentación de procesos mejorada, con la posibilidad de descargar los datos del registro de dosificación a distancia y directamente a un sitio FTP (File Transfer Protocol). Esto proporciona datos relativos a ciclos de dosificación, para capturar no solo los ajustes de presión, vacío y tiempo, sino también la hora y la fecha en que se iniciaron e interrumpieron estas actuaciones.

Por ejemplo, en un proceso aprobado por la FDA donde es imperativo tener una confirmación de que el PLC está conectado al dosificador correcto, UltimusPlus con capacidad NX puede dirigir un PLC para asignar una dirección IP de estado única que puede ser llamada para confirmar que el PLC se está comunicando con el dosificador correcto. Como protección adicional, el PLC puede consultar el número de serie del dosificador para asegurarse de que se ha contactado con el dosificador correcto.

Por primera vez, los ingenieros de procesos disponen ahora de un conjunto completo de datos de dosificación para incorporar a sus análisis de procesos. - Pueden vincular un evento a una aplicación particular en procesos basados y no basados en PLC, con el dosificador de fluidos UltimusPlus y el controlador de bomba volumétrica 7197PCP-DIN-NX.

Resolución de problemas

La función de solución de problemas in situ permite solucionar problemas de forma remota desde casi cualquier dispositivo. La aplicación cliente de NX puede ayudar a los operarios a identificar dónde puede residir el problema, por ejemplo, en el hardware del dosificador o en la red. Sin NX, descubrir los problemas de producción es una tarea laboriosa.

Dosificador de fluidos UltimusPlus con capacidad NX

El dosificador de fluidos UltimusPlus ha sido diseñado para: 1) facilitar un funcionamiento más sencillo y eficaz del proceso de dosificación de fluidos desde la perspectiva del operario; y 2) mantener un mejor control del proceso respecto a los parámetros de dosificación para obtener resultados de dosificación más uniformes. Para lograr esto, UltimusPlus abarca estas características: a) control completo mediante pantalla táctil; b) regulación de presión automatizada con bloqueo completo del operario; c) escaneo de código de barras; d) almacenamiento en memoria de los parámetros del proyecto; e) registro de dosificación digital; f) ciclo de dosificación único MultiShot™; g) modo de reposo; y h) descarga de programa en unidad flash. 

UltimusPlus con NX está disponible en dos modelos:

UltimusPlus I: está equipado con un manómetro de 0,7- 7,0 bar (10-100 psi) y es ideal para la dosificación de fluidos de todo tipo.

UltimusPlus II: posee un manómetro de 0,02-1,0 bar (0,3-15 psi) y proporciona un mayor control a la hora de dosificar fluidos líquidos o de baja viscosidad.
 

Controlador de bomba volumétrica 7197PCP-DIN-NX

El controlador 7197PCP-DIN-NX de Nordson EFD proporciona un control centralizado de las bombas volumétricas de la serie 797PCP. El controlador admite fluidos de uno y dos componentes para ofrecer una precisión y repetibilidad del volumen de fluido con una desviación inferior al 1 %.
 

La bomba de la serie 797PCP de Nordson EFD posee un diseño modular basado en la cavidad progresiva principal donde sus componentes centrales (un rotor y un estator) forman una cámara de medición perfectamente estanca. Su junta continua evita el cizallamiento, la pulsación y el estrujamiento del fluido. Esto hace que el sistema 797PCP sea ideal para dosificar pastas abrasivas, materiales rellenados y adhesivos con curado UV.

La bomba dosifica unos volúmenes exactos de fluido de hasta 0,01 ml por revolución para aplicaciones que requieren un control de la dosificación extremadamente uniforme. Está disponible en tres tamaños -0,01 ml, 0,05 ml y 0,15 ml- para su uso en una amplia gama de aplicaciones de dosificación de fluidos, como automoción, electrónica y dispositivos médicos.

Esta tecnología de controlador de bombas volumétricas NX es importante para la capacidad de supervisión del proceso. Mediante un PLC o un PC, los operarios pueden registrar y descargar la información del proceso y verificar el movimiento del rotor, que esencialmente indica al operario si la bomba de cavidad progresiva está en marcha. Esto puede ayudar a mejorar el control del proceso. Por ejemplo, si la bomba deja de funcionar, el operario puede solucionar el problema antes de que la interrupción afecte de manera significativa a la productividad.

Un buen ejemplo de control de procesos con el controlador 7197PCP-DIN-NX son las aplicaciones de pantallas en las que es muy importante aplicar una proporción precisa de los dos componentes, A y B, de las resinas epoxy. Las bombas PCP controladas por el controlador DIN NX permiten una aplicación precisa de estas resinas epoxy de dos componentes para garantizar un curado correcto y una proporción adecuada de los componentes A y B.

Otro ejemplo es el material de interfaz térmica (TIM) en el ensamblaje de componentes de baterías de vehículos eléctricos. Por ejemplo, la aplicación de diversas juntas termoconductoras ‘form-in-place’ alrededor de componentes eléctricos críticos; en este caso, el control y la capacidad del controlador 7197PCP-DIN-NX y el protocolo TCP/IP permiten al fabricante proporcionar una mejor automatización y control de las bombas PCP en estos procesos de dosificación de fluidos.

Además, el pequeño tamaño y el diseño del controlador facilitan su montaje en el interior de los armarios de las máquinas, para maximizar el espacio de trabajo en las líneas de producción automatizadas.

Tecnología de fábrica inteligente: una realidad

Estos últimos cambios hacen que tanto la dosificación de fluidos robótica como la semiautomatizada de banco sean compatibles con Ethernet, el Internet industrial de las cosas (IIoT) y la nube, para hacer posible una interconectividad más directa entre máquinas y procesos.

Lo mismo ocurre con el ensamblaje de componentes electrónicos y, en particular, con la tecnología de montaje superficial (SMT), que es el proceso de ensamblaje de componentes electrónicos dominante utilizado para la producción de dispositivos electrónicos en diversos sectores, desde la automoción al sector aeroespacial, pasando por los dispositivos médicos. La continua miniaturización de los componentes plantea retos para la fabricación SMT: en concreto, la necesidad de fabricar montajes más pequeños y complejos con circuitos multicapa densos y placas de tecnología mixta, así como la creciente variedad y mezcla de tamaños y tipos de componentes de montaje superficial.

Teléfonos inteligentes, cámaras digitales, televisores inteligentes, ordenadores, marcapasos, resonancias magnéticas, robótica, inyección de combustible en vehículos, GPS y miles de otros dispositivos y procesos genéricos, comerciales e industriales son posibles gracias a la miniaturización de los componentes. Para el montaje SMT es fundamental depositar cantidades muy pequeñas y precisas de fluidos -como adhesivos y siliconas- en los diminutos componentes microelectrónicos y otras piezas minúsculas, para mantener estos dispositivos montados en superficie en su sitio antes y durante el proceso de soldadura. Estos fluidos depositados también pueden aportar las ventajas añadidas de resistencia mecánica, conductividad térmica, rigidez dieléctrica e inercia química durante toda la vida útil del montaje.

La colaboración de la capacidad TCP/IP con funcionalidad NX con la bomba y la máquina ha permitido un control y una garantía extraordinarios del correcto montaje y rendimiento del producto. La tecnología NX proporciona a los fabricantes un proceso más ágil, eficiente, productivo y versátil para la dosificación de fluidos en las operaciones de montaje, y los posiciona firmemente para aprovechar las enormes ventajas disponibles de la Industria 4.0 en la Fábrica Inteligente.

Ahmed Khan

Director mundial de línea de productos de dosificadores de fluidos

Claude Bergeron

Director general mundial de línea de productos de sistemas volumétricos

Nordson EFD

----

Este artículo aparece publicado en el nº 548 de Automática e Instrumentación págs. 64 a 67.