Requisitos actuales y futuros sobre las soluciones de control de movimiento

El control de movimiento y los drives son componentes esenciales en la automatización industrial; cada vez más, los elementos que actúan en el tren de accionamiento juegan un papel fundamental, convirtiéndose en requisitos muy importantes. A consecuencia de que las industrias buscan mejorar la eficiencia, seguridad/ciberseguridad, la precisión y la sostenibilidad, Siemens ha identificado varias tendencias clave que están moldeando el futuro del control de movimiento y los drives.

El sector de la automatización industrial está en constante evolución, impulsado por la necesidad de las empresas de adaptarse a nuevos desafíos tecnológicos y de sostenibilidad. En este contexto, el control de movimiento y los drives no solo mantienen su papel central, sino que se están reinventando para cumplir con las crecientes demandas del mercado. Estas soluciones integrales, cada vez más avanzadas, marcan tendencias que transformarán el futuro de las operaciones industriales.

1) Integración de funciones en un único control

Una de las tendencias más destacadas es la integración de múltiples funciones en un único sistema de control. Siemens ha desarrollado soluciones que combinan el control de movimiento, el control de procesos y las funciones tecnológicas en un solo controlador. Esto no solo simplifica la arquitectura del sistema, sino que también mejora la eficiencia operativa y reduce los costes de mantenimiento. La integración de funciones permite una mayor coherencia en la gestión de los procesos industriales, facilitando la supervisión y el control de todas las operaciones desde una única plataforma.
 

2) Digitalización y conectividad

La digitalización es una tendencia omnipresente en la industria, y el control de movimiento no es una excepción. Siemens está impulsando la conectividad y la digitalización a través de su plataforma TIA Portal (Totally Integrated Automation). Esta plataforma permite una integración perfecta de todos los componentes de automatización, desde los drives hasta los sistemas de control, facilitando la gestión y el análisis de datos en tiempo real. La digitalización no solo mejora la eficiencia operativa, sino que también permite una mayor flexibilidad y capacidad de adaptación a los cambios en la demanda del mercado.
 

3) Eficiencia energética

La sostenibilidad es una prioridad creciente para las industrias de todo el mundo. Los drives de alta eficiencia energética juegan un papel clave, como la serie SINAMICS. Estos drives no solo optimizan el rendimiento de los motores eléctricos, sino que también incluyen funciones de recuperación de energía, lo que reduce significativamente el consumo energético y los costos operativos. La eficiencia energética es crucial para reducir la huella de carbono de las operaciones industriales y cumplir con las normativas ambientales cada vez más estrictas. Por otro lado, los equipos con baja emisión de armónicos también ayudan a este propósito; la nueva gama de SINAMICS G220 cumple con dichas expectativas.

4) Seguridad integrada

La seguridad es un aspecto crítico en cualquier entorno industrial. Estas funciones deben estar integradas en los sistemas de control de movimiento y drives. Dichas funcionalidades permiten una monitorización continua y una respuesta rápida a cualquier anomalía, garantizando la seguridad de los operarios y la protección de los equipos. La seguridad integrada no solo protege a los trabajadores, sino que también minimiza el riesgo de interrupciones en la producción debido a fallos técnicos o accidentes.
 

5) Flexibilidad y modularidad

La capacidad de adaptarse rápidamente a los cambios en la producción es esencial en la industria moderna. Siemens ha desarrollado soluciones modulares que permiten una configuración flexible y escalable de los sistemas de control de movimiento. Esto facilita la adaptación a nuevas líneas de producción o la introducción de nuevos productos sin necesidad de realizar cambios significativos en la infraestructura existente. La modularidad también permite una mayor personalización de las soluciones de automatización, adaptándolas a las necesidades específicas de cada planta.

6) Ciberseguridad

La Directiva NIS2 (Network and Information Security) tiene un impacto significativo en la automatización y los sistemas de control, incluidos los drives. Esta directiva, que reemplaza a la NIS1, establece normas más estrictas de ciberseguridad para proteger las infraestructuras críticas y los sistemas de información en la Unión Europea.

En ese sentido, todos los componentes del Motion Control deben de incluir funciones específicas, como es el control de acceso de usuarios (UMAC) o comunicaciones encriptadas, por nombrar algunas. Aunque el concepto de ciberseguridad debe ser holístico.

Podríamos poner un ejemplo de aplicación de todos estos conceptos con un caso de uso:

Optimización en la industria de bebidas

Una planta embotelladora de bebidas normalmente se enfrenta a desafíos relacionados con la eficiencia y la flexibilidad de su línea de producción. Una planta de estas características normalmente necesita aumentar su capacidad de producción y reducir los tiempos de inactividad sin comprometer la calidad del producto. Para abordar estos desafíos, la planta requiere implementar soluciones de control de movimiento y drives.

Pasos de la implementación:

Análisis y planificación: En primer lugar, se necesita realizar un análisis exhaustivo de la línea de producción existente y colaborar con el equipo de la planta para identificar áreas de mejora. Se deben evaluar los procesos actuales e identificar los puntos críticos donde se podrían implementar mejoras significativas.

Tras dicho análisis las propuestas de mejora podrían ser las siguientes:

1. Instalación de controladores de movimiento (PLCs con funciones de Motion integradas): controladores de movimiento avanzados que permiten una sincronización precisa de las máquinas de embotellado y etiquetado. El resultado impactará en una mayor velocidad y precisión en el proceso de producción. Los controladores de movimiento también facilitarán la integración con otros sistemas de automatización, mejorando la coherencia y la eficiencia de toda la línea de producción.

2. Integración de drives de alta eficiencia: la integración de este tipo de equipos, con funciones de alta eficiencia energética y capacidad de recuperación de energía, ayudará a reducir el consumo de energía de la planta. Los drives de alta eficiencia no solo optimizan el rendimiento de los motores eléctricos, sino que también contribuyen a la sostenibilidad de las operaciones al reducir la huella de carbono de la planta.

Resultados esperables basados en casos similares

Se puede esperar un aumento de la capacidad de producción: La planta podría lograr aumentar su capacidad de producción en un 30%, permitiendo satisfacer la creciente demanda del mercado. La sincronización precisa de los movimientos y la optimización del rendimiento de los motores permitirán acelerar el proceso de producción sin comprometer la calidad del producto.

Reducción del consumo de energía: La implementación de drives de alta eficiencia resulta en una reducción del consumo de energía de hasta un 20%, contribuyendo a los objetivos de sostenibilidad de la planta. La capacidad de recuperación de energía de los drives como la de la familia SINAMICS puede permitir reutilizar la energía generada durante el proceso de producción, reduciendo aún más los costos operativos.

Mejora en la flexibilidad: La capacidad de los controladores de movimiento para adaptarse rápidamente a diferentes configuraciones de producción permite a la planta introducir nuevos productos con mayor rapidez y eficiencia. La flexibilidad de los sistemas de control de movimiento facilita la adaptación a las demandas cambiantes del mercado, mejorando la competitividad de la planta.

Conclusión

Las tendencias en el control de movimiento y drives están transformando la industria, y Siemens se encuentra a la vanguardia de esta evolución. La integración de funciones, la digitalización, la eficiencia energética, la seguridad/ciberseguridad, la flexibilidad y la inteligencia artificial son solo algunas de las áreas en las que Siemens está innovando. Estas tendencias no solo mejoran la eficiencia y la sostenibilidad de las operaciones industriales, sino que también preparan a las empresas para enfrentar los desafíos del futuro.

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Este artículo aparece publicado en el nº 560 de Automática e Instrumentación págs. 56 a 58.