Sensores industriales con funcionalidad de diagnóstico

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Autoconocimiento

Para monitorear la funcionalidad en procesos industriales se debe tomar en cuenta dos aspectos importantes: conciencia ambiental y el autoconocimiento.
La conciencia ambiental analiza el impacto que proporciona el medio ambiente (por ejemplo, la temperatura ambiental). El autoconocimiento recopila información sobre los estados internos de los subsistemas y sistemas. El monitoreo de diagnóstico de procesos industriales que son dinámicos generalmente no es tan crítico como el de aquellos que son estáticos. Si tiene muchos cambios de señal en los sensores debido a la actividad de los actuadores, con cada cambio de señal plausible del sensor puede estar bastante seguro de que el sensor sigue operando y actúa correctamente. Un buen ejemplo es la medición de la velocidad de rotación de una rueda con un sensor inductivo que tiene muchos cambios de señal por segundo. Si el actuador condujera la rueda para girar, pero el sensor no proporciona cambios de señal en su salida, algo estaría mal. El control de la máquina reconocería esto y activaría el paro de la máquina y la inspección de la situación.

Sensores inductivos con autoconocimiento

DESINA

Para aplicaciones de detección de nivel en tanques de líquido refrigerante de aplicaciones metalúrgicas, con frecuencia se utilizan sensores inductivos con autodiagnóstico. Los sensores inductivos detectan una bandera de metal que se monta en un flotador con fijación de varilla. Vea el siguiente dibujo:

Además de la señal de salida cambiante, estos sensores tienen un monitor de salida que es una señal “alta” cuando el estado del sensor es correcto. Por ejemplo, en un caso de un cortocircuito o daños en la bobina del sensor, la salida del monitor será señal “baja”. Este tipo de sensor denominado DESINA está estandarizado de acuerdo a las normativas de ISO 23570-1 (Sistemas de automatización industrial e integración – Instalación distribuida en aplicaciones industriales – Parte 1: Sensores y actuadores). Más información acerca de DESINA
Datos técnicos de dicho sensor: BES05F9

Control dinámico del sensor

Otro enfoque es el DSC – Control dinámico del sensor. En lugar de utilizar una salida de monitorización adicional, este tipo de sensor proporciona impulsos siempre que esté “vivo”

La salida del sensor proporciona información sobre la posición del objetivo con respecto al sensor, así como el diagnóstico de estado del propio sensor.
Más información del sensor BES03EL

IO-Link

Con la comunicación IO-Link se puede realizar incluso la enseñanza de la distancia de conmutación definida. El concepto IO-Link permite distinguir entre datos de proceso en tiempo real (como el objetivo dentro/fuera del rango de detección) y los datos de servicio que pueden transferirse con una tasa de actualización más baja (operando en segundo plano del proceso real).

Aquí hay un ejemplo de un sensor inductivo con funcionalidad IO-Link: BES04FK

Descripción general de sensores con funcionalidad de diagnóstico.

Más información acerca de monitoreo:
¡Nosotros monitoreamos sus equipos!

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Cuándo usar el filtrado óptico en una aplicación de visión artificial

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El procesamiento de imágenes industriales es esencialmente un requisito en las líneas de producción modernas. Las soluciones de visión pueden ofrecer control de calidad visual, identificación y posicionamiento. Si bien los sistemas de visión se han vuelto más fáciles de instalar y usar, no existe una solución única para todos. Saber cómo y cuándo debe usar el filtrado óptico en una aplicación de visión artificial es una parte vital para asegurarse de que su sistema le brinde todo lo que necesita.

Entonces, ¿cuándo se debe usar el filtrado óptico en aplicaciones de visión artificial? SIEMPRE. El filtrado de imágenes aumenta el contraste, la resolución utilizable, la calidad de imagen y, lo que es más importante, reduce drásticamente la interferencia de la luz ambiental, que es la razón número uno por la que una aplicación de visión artificial no funciona como se esperaba.

Diferentes aplicaciones requieren distintos tipos de filtrado. He destacado los más comunes.

Filtrado de pasobanda
Los diferentes espectros de luz mejorarán o minimizarán ciertos aspectos del objetivo que se está inspeccionando. Por lo tanto, lo primero que debe hacer es seleccionar el color/longitud de onda adecuado que le brinde el mejor contraste para su aplicación. Por ejemplo, si está utilizando una luz de área roja que transmite a 617 nm (Figura 1), querrá seleccionar un filtro (Figura 3) para conectarlo a la lente (Figura 2) que pasa la frecuencia de la luz de área y filtra el resto del espectro de color. Esta técnica de filtro se denomina referencia de filtrado de pasobanda (Figura 4).
Figura 1 Figura 2
Figura 3 Figura 4

Esto permite que solo pase la luz de la luz del área mientras se filtra toda la otra luz. Para ilustrar mejor los tipos de efectos que pueden enfatizarse o minimizarse, podemos ver las siguientes imágenes del mismo producto pero con diferentes filtros.
Figura 5: se utilizó una fuente de luz LED roja con un filtro de pasobanda rojo Figura 6: se utilizó una fuente de luz LED verde con un filtro de pasobanda verde
Figura 7: se utilizó una fuente de luz LED azul con un filtro de pasobanda azul Figura 8: la imagen en su color natural

Otro ejemplo de filtrado de pasobanda se puede ver en la (Figura 9), que demuestra el beneficio de usar un filtro en una aplicación para leer el código de LOTE y la fecha de venta preferente. Una fuente de luz LED azul y un filtro de pasobanda azul hacen que la información sea legible, mientras que sin el filtro no lo es.


Figura 9

Filtrado de pasobanda estrecho
El filtrado de pasobanda estrecho, que se muestra en la (Figura 10), se utiliza principalmente para aplicaciones de medición dimensional de líneas láser, a las que se hace referencia en la (Figura 11). Esta técnica crea más inmunidad a la luz ambiental que el filtrado de pasobanda normal. También disminuye el ancho de banda de la imagen y crea una especie de efecto negro sobre blanco, que es el resultado que se desea para esta aplicación.
Figura 10 Figura 11

Filtrado de paso corto
Otra técnica de filtrado óptico es el filtrado de paso corto, que se muestra en la (Figura 12), que se usa comúnmente en imágenes de cámaras a color porque filtra las fuentes de luz UV e IR para brindarle una imagen en color real.

Figura 12

Filtrado de paso largo
El filtrado de paso largo, al que se hace referencia en la (Figura 13), a menudo se usa en aplicaciones IR donde se desea suprimir el espectro de luz visible.

Figura 13

Filtrado de densidad neutral
El filtrado de densidad neutra se utiliza regularmente en la inspección de LEDs. Sin filtrado, la luz proveniente de los LED satura completamente la imagen, lo que hace difícil, si no imposible, realizar una inspección adecuada. La implementación del filtrado de densidad neutral actúa como unas gafas de sol para su cámara. En resumen, reduce la cantidad de luz de espectro completo que ve la cámara.

Filtrado de polarización
El filtrado de polarización es mejor cuando tiene superficies que son altamente reflectivas o brillantes. El filtro de polarización se puede utilizar para reducir el reflejo en su objetivo. Puede ver claramente los beneficios de esto en la (Figura 14).

Figura 14

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Los talleres de prensado aumentan la productividad con conexiones sin contacto

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En talleres de prensado o plantas de estampado, el tiempo de paro puede costar fácilmente miles de dólares en productividad. Esto es especialmente cierto en el proceso de estampado progresivo, donde el costo del tiempo de paro es mucho mayor a medida que se detiene toda la línea de estampado automatizado.

Se han realizado muchos avances en las plantas de estampado modernas a lo largo de los años para mejorar la productividad y reducir el tiempo de paro. Esto se ha llevado a cabo implementando filosofías “lean” y agregando sistemas de detección de errores a los procesos. La detección en troquel es un gran ejemplo, donde se agregan algunos sensores inductivos o fotosensibles al troquel o molde para garantizar que las piezas estén bien asentadas y que el troquel correcto esté en el lugar correcto y en la prensa correcta. La detección en el troquel casi eliminó los errores comunes que causaron daños en mismo troquel, en el molde o daños en la prensa al estampar en diversas partes o en partes incorrectas.

En casi todos estos casos, cuando se reemplaza el troquel o el molde, el operador debe conectar los sensores integrados, generalmente con un conector Harting de múltiples pines o algo similar para tener una capacidad de conexión rápida. Desafortunadamente, a menudo cuando se extrae el troquel o el molde de la prensa, los operadores olvidan desconectar el conector. La fuerza de corte excretada por el movimiento de retirar el troquel rasga la carcasa del conector, lo que conduce a un tiempo de paro no planificado y puede tomar aproximadamente 3-5 horas para volver a poner el sistema en marcha.

 

Otro desafío con los conectores multiconductores es que, con el tiempo, debido a todos los cambios, los pines de los conectores pueden romperse y provocar falsos contactos intermitentes o una identificación incorrecta del troquel. Esto puede provocar daños graves al sistema.

Ambos desafíos se pueden resolver fácilmente con el uso de una solución de conexión sin contacto. Las conexiones sin contacto, también conocidas como soluciones de acoplamiento inductivo, es donde un lado de los conectores llamado “Base” y el otro lado llamado “Remoto” intercambian potencia y señales a través de un espacio de aire. La tecnología ha existido durante mucho tiempo y se ha aplicado en el entorno de la automatización industrial durante más de una década principalmente en aplicaciones de cambio de herramientas o en platos divisores como reemplazo de los anillos deslizantes. Para obtener más información sobre el acoplamiento inductivo, aquí hay algunas publicaciones del blog (1) Acoplamiento inductivo: concepto simple para automatización compleja, parte 1, (2) Acoplamiento inductivo: concepto simple para automatización compleja, parte 2

Para la automatización de la prensa, el lado “Base” se puede fijar a la prensa y el lado “Remoto” se puede montar en un troquel o molde, de tal manera que cuando el troquel se coloca correctamente, los dos lados del acoplador se pueden colocar muy cerca el uno del otro (en un rango de 2-5 mm). Esta solución puede alimentar los sensores en el troquel y puede ayudar a transmitir hasta 12 señales. O bien, con el acoplamiento inductivo basado en IO-Link, se puede agregar más flexibilidad e inteligencia al troquel. Discutiremos el acoplamiento inductivo basado en IO-Link para la automatización de la prensa en un artículo próximo del blog.

Algunas ventajas del acoplamiento inductivo sobre la solución conectorizada:

  • Como no hay pines ni piezas mecánicas, el acoplamiento inductivo es una solución prácticamente libre de mantenimiento.
  • Los LEDs adicionales en los acopladores para indicar el estado de la zona y la alimentación ayudan con la resolución rápida de problemas, en comparación con tener que averiguar qué pines están mal o qué está mal con los sensores.
  • Los acopladores inductivos suelen tener un grado de protección IP67, por lo que el ingreso de agua, polvo, aceite o cualquier otro factor ambiental no afecta la función de los acopladores.
  • La alineación de los acopladores no tiene que ser perfecta si la base y el remoto están muy cerca. Si el área de prensado experimenta cambios drásticos en la humedad o la temperatura, eso no afectaría a los acopladores.
  • Existen múltiples formas para adaptarse a la necesidad de cada aplicación.

En resumen, la automatización de los talleres de prensado puede aumentar la productividad, simplemente cambiando los conectores tradicionales por conectores sin contacto

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Cómo seleccionar las mejores técnicas de iluminación para su aplicación de visión artificial

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La clave para implementar una aplicación robusta de visión artificial en un entorno de automatización en una fábrica es asegurarse de crear el ambiente necesario para una imagen estable. Las tres áreas en las que debe enfocarse para garantizar la estabilidad de la imagen son: iluminación, lentes y manejo de materiales. Para este blog, me centraré en las siete técnicas principales de iluminación que se utilizan en las aplicaciones de visión artificial.

Iluminación anular sobre el eje de la cámara

La iluminación anular sobre el eje es el tipo más común de iluminación porque en muchos casos está integrada en la cámara y está disponible como un número de pieza. Cuando utilice este tipo de iluminación, casi siempre querrá estar algunos grados fuera de la perpendicular (Imagen 1A). Si está perpendicular al objeto, obtendrá puntos conflictivos en la imagen (Imagen 1B), lo cual no es deseable. Cuando la cámara con su luz anular se inclina ligeramente fuera de perpendicular, se obtiene la imagen deseada (Imagen 1C).

Imagen 1A Imagen 1B Imagen 1C

Iluminación del campo brillante fuera del eje

La iluminación del campo brillante fuera del eje funciona al tener una fuente de LED separada montada a aproximadamente 15 grados con respecto a la perpendicular y con la cámara montada perpendicular a la superficie (Imagen 2A). Esta técnica de iluminación funciona mejor en superficies principalmente planas. La superficie o el campo principal será brillante y los orificios o hendiduras estarán oscuros (Imagen 2B).

 

Imagen 2A Imagen 2B

Iluminación del campo oscuro

Se requiere que la iluminación del campo oscuro esté muy cerca de la pieza, generalmente alrededor de una pulgada. El ángulo de montaje de los LEDs de campo oscuro debe ser de al menos 45 grados o más para crear el efecto deseado (Imagen 3A). En resumen, tiene el efecto opuesto de la iluminación del campo brillante, lo que significa que la superficie o el campo es oscuro y las muescas o protuberancias serán mucho más brillantes (Imagen 3B).

Imagen 3A Imagen 3B

Iluminación de fondo

La iluminación de fondo funciona haciendo que la cámara apunte directamente a la luz de fondo en un soporte perpendicular. El objeto que está inspeccionando se coloca entre la cámara y la luz de fondo (Imagen 4A). Esta técnica de iluminación es la más sólida que puede usar pues crea un objetivo negro sobre un fondo blanco (Imagen 4B).

Imagen 4A Imagen 4B

Iluminación difusa de domo

La iluminación difusa de domo, también conocida como la “iluminación de ensaladera”, funciona al tener un orificio en la parte superior del domo donde se monta la cámara y los LEDs se montan en el borde, apuntando hacia arriba, lo que hace que la luz se refleje fuera de la superficie curva de la “ensaladera” y se cree una reflexión muy uniforme (Imagen 5A). La iluminación difusa de domo se usa cuando el objeto que se está inspeccionando es curvo o no es uniforme (Imagen 5B). Después de aplicar esta técnica de iluminación a una superficie o textura irregular, los puntos conflictivos y otros detalles nítidos se resaltan, y se crea una especie de acabado mate en la imagen (Imagen 5C).

Imagen 5A Imagen 5B Imagen 5C

Iluminación difusa sobre el eje de la cámara

La iluminación difusa sobre el eje de la cámara, o DOAL (por sus siglas en inglés, Diffused On-Axis Lighting), funciona al tener una fuente de luz LED apuntando a un divisor de haz. La luz reflejada es paralela a la dirección de montaje de la cámara (Imagen 6A). La iluminación DOAL solo debe usarse en superficies planas en las que se intenta disminuir partes muy brillantes de la superficie para crear una imagen uniforme. Aplicaciones para la inspección de objetos como DVDs, CDs u obleas de silicón son algunos de los usos más comunes para este tipo de iluminación.

Imagen 6A

Iluminación estructurada con líneas láser

La iluminación estructurada con líneas láser funciona al proyectar una línea láser sobre un objeto tridimensional (Imagen 7A), lo que da como resultado una imagen que le brinda información sobre la altura del objeto. Según el ángulo de montaje de la cámara y el transmisor de líneas láser, el cambio resultante en las líneas láser será mayor o menor a medida que cambie el ángulo de los dispositivos (Imagen 7B). Cuando no hay ningún objeto, la línea láser será plana (Imagen 7C).

Imagen 7A Imagen 7B Imagen 7C

Aplicaciones de la vida real

Las imágenes a continuación, “Imagen 8A” e “Imagen 8B” se usaron para una aplicación que requiere que se cuenten los pines de un conector. Como puede ver, la iluminación de campo brillante de la izquierda no produce una imagen clara, pero la iluminación de campo oscuro de la derecha sí lo hace.

Imagen 8A Imagen 8B

El siguiente ejemplo (Imagen 9A e Imagen 9B) fue para una aplicación que requería la lectura de un código de barras a través de un envoltorio de celofán. La imagen no clara (Imagen 9A) se adquirió utilizando una iluminación anular sobre el eje de la cámara, mientras que el uso de una iluminación de domo (Imagen 9B) dio como resultado una imagen clara y fácil de leer del código de barras.

Imagen 9A Imagen 9B

En este ejemplo, las imágenes “Imagen 10A”, “Imagen 10B” e “Imagen 10C” muestran diferentes técnicas de iluminación en el mismo objeto. En la imagen “Imagen 10A”, se utiliza la iluminación de fondo para medir el diámetro del agujero más pequeño. En la imagen “Imagen 10B”, la iluminación de domo se utiliza para inspeccionar el cono del orificio superior en referencia al orificio inferior. En la imágen “Imagen 10C”, la iluminación de campo oscuro se está utilizando para realizar el reconocimiento óptico de caracteres “OCR” (por sus siglas en inglés, Optical Character Recognition) en el objeto. Cada uno de estos podría verse como positivo o negativo dependiendo de lo que se esté tratando de lograr.

Imagen 10A Imagen 10B Imagen 10C

 

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Qué preguntar antes de construir un sistema RFID para satisfacer sus necesidades de trazabilidad

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Un sistema RFID industrial es una solución poderosa para documentar de manera fiable y completa los pasos de trabajo individuales en los entornos de fabricación. Pero un sistema RFID industrial que cumpla con las necesidades específicas de su aplicación no está disponible de primera mano. Para construir el sistema que necesita, es importante considerar qué problemas espera que el sistema RFID resuelva y qué retorno de inversión espera ver.

Un sistema RFID puede ofrecer muchos beneficios, incluida la visibilidad del proceso y el suministro de los datos necesarios para gestionar mejor la calidad del producto. Se puede utilizar para mejorar la seguridad, la satisfacción y los márgenes de utilidad. Incluso se puede utilizar para ayudar a cumplir con estándares regulatorios o para administrar los retiros de productos del mercado. Los sistemas RFID se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, desde áreas grandes como la gestión de suministros hasta el seguimiento de inventarios y aplicaciones más específicas. Estas mejoras pueden mejorar el tiempo, el costo o el rendimiento, aunque típicamente no suelen ser los tres juntos.

Es esencial comprender y documentar el objetivo y cómo se medirán las mejoras para planificar un sistema RFID (lectores, antenas, tags, cables) para cumplir mejor esos objetivos.

Otras preguntas importantes a considerar:

¿El sistema estará centralizado o descentralizado? ¿El sistema será solo de matrícula o contendrá datos del proceso en el tag?

¿Cómo se utilizarán los datos en los tags? ¿Se utilizará la información para interactuar con un PLC, una base de datos o un ERP? ¿Se utilizará para proporcionar MES o funcionalidad lógica? ¿O para proporcionar datos a un HMI o navegador web/interfaz en la nube?

¿Se requerirá que el sistema cumpla con alguna normativa o estándar internacional? En caso afirmativo, ¿cuáles: EPC Global, Clase 1 Gen 2 (solo UHF), ISO 15693 o 14443 (solo HF)?

¿En qué entorno necesita funcionar el sistema? ¿Se utilizará en interiores o exteriores? ¿Estará expuesto a líquidos (líquidos de limpieza, refrigerantes, aceites para máquinas, productos cáusticos) o temperaturas altas o bajas?

¿El sistema RFID necesita trabajar con códigos de barras o cualquier otra información legible por humanos?

¿Cuáles son las expectativas de rendimiento para los componentes? ¿Cuál es la distancia de lectura/escritura desde el cabezal al tag? ¿Cuál es el tiempo de ciclo de la estación? ¿El tag será montado en metal? ¿El tag necesita ser reutilizable o desechable? ¿Qué bus de comunicación se requiere?

Con un conjunto claro de objetivos y metas, los requisitos mecánicos y físicos descubiertos al responder las preguntas anteriores y la guía de un experto, se puede configurar un sistema RFID que satisfaga sus necesidades y proporcione un fuerte retorno de la inversión.

Conozca más sobre la tecnología RFID aquí.

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Detección de nivel y comunicación con el socio logístico

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Los procesos de producción en los centros de fresado suelen utilizar líquidos refrigerantes (para reducir la fricción, enfriar la herramienta y la pieza de trabajo y eliminar virutas de metal). De esta manera los líquidos refrigerantes ayudan a optimizar los procesos de mecanizado.

Detección de nivel

Para la creación de equipos de producción, Balluff utiliza varios centros de fresado. El líquido refrigerante usado se descarga en un sistema central de tanques de líquido refrigerante típicamente una vez a la semana. Un sistema central de contenedores para estas aplicaciones metalúrgicas suele ser más económico (por razones logísticas) que los sistemas descentralizados.

El sistema de tanques de Balluff consta de tres tanques: tanto el tanque nº 1 como el tanque nº 2 (plástico reforzado con vidrio de PRFV) almacenan líquido refrigerante que aún se puede reprocesar/reciclar.
El tanque nº 3 (barril de metal) almacena nuevo líquido refrigerante para ser proporcionado a los centros de molienda durante la operación.

En los últimos 2 años, Balluff ha instalado un sistema automatizado para monitorear los niveles de los líquidos en los tanques.
Todos los tanques están equipados con sensores magnetoestrictivos de nivel de tipo varilla Balluff con flotador incluido.
https://www.balluff.com/es-mx/mx/productfinder/#/ca/A0001/cg/G0116

La longitud de la varilla de los sensores de nivel magnetoestrictivos de Balluff se puede ajustar de acuerdo a los requerimientos específicos del cliente. Para aplicaciones especiales, también están disponibles versiones flotantes para medir la interfaz entre dos líquidos con diferentes densidades.

Datos de OT a IT

Cada uno de los tres sensores de nivel utiliza una interfaz IO-Link para comunicarse con un módulo de bus de campo.


También se puede acceder al módulo de bus de campo a través de Ethernet TCP/IP. Esto facilita la creación de un panel de control para regular fácilmente los niveles de líquidos en los tanques.

Sistema de visualización y comunicación

Las luces de señalización controlan claramente los niveles de líquido en el área de producción.

Una secuencia de comunicación automática informa al socio logístico los datos necesarios para organizar el suministro tanto de líquido nuevo como de líquido viejo listo para reciclarse.

Para obtener más información sobre las soluciones de monitoreo de Balluff siga el enlace:
¡Monitoreamos sus máquinas!

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Tres formas de configurar un cable divisor y aprovechar el poder del Pin 2

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En función de la creciente popularidad de las E/S montadas en las máquinas que utilizan componentes con grado de protección IP67 de gran disponibilidad, es más importante que nunca utilizar todos los puntos de E/S. La densidad de E/S ha aumentado con los años y los tipos de E/S se han diversificado más, pero en muchos sistemas el usuario final no utiliza el pin 2. Los sensores tienden a venir en pares, por ejemplo, un cilindro neumático puede requerir un sensor para la posición extendida y uno para la posición retraída. La ejecución de cada sensor individual en el bloque de la interfaz utiliza los pines 1,3 y 4 (para alimentación, conexión a tierra y señal) pero desperdicia el pin 2 en cada puerto.

Figura 1: Mala configuración de E/S: despreciar el Pin 2 es ineficiente y costoso

En vez de usar un puerto independiente en el bloque de E/S para cada sensor, un cable divisor puede recopilar las salidas de dos sensores y proporcionar la entrada a un solo puerto. Con un cable divisor, una salida del sensor va al pin 4 y la otra va al pin 2.

Al combinar dos señales en uno y utilizar los pines 2 y 4, el costo total de los puntos de E/S disminuye.

Hay varias formas de configurar un divisor para utilizar el pin 2. Revisaremos tres métodos: uno bueno, uno mejor y uno excelente:

1. Cable divisor en T en el bloque de E/S:

Figura 3: Buen método básico para utilizar el punto de E/S adicional, pin 2.

Un cable divisor en T es una buena manera de utilizar el pin 2. Sin embargo, la “T” cubre el puerto del módulo de E/S, lo que elimina el beneficio de los LEDs de diagnóstico del bloque. Además, los cables individuales deben ir desde el bloque hasta los sensores en el punto de instalación, creando desorden gracias al gran volumen de cables. Además, cuando las Ts se usan en un bloque montado verticalmente, el volumen adicional del cable puede significar una sobrecarga en términos de peso para el divisor en T y amenazar su integridad.

2. Cable divisor en V en el bloque de E/S:

Figura 4: Una mejor manera de utilizar el pin 2 mientras se permite la visibilidad de los LEDs de diagnóstico

El uso de una configuración de tipo V permite una mejor visibilidad de los LEDs de diagnóstico y elimina la necesidad de comprar una pieza separada. Sin embargo, aún deben tenderse cables individuales desde el bloque a los sensores, creando desorden gracias al gran volumen de cables.

3. Cable divisor en Y:

Figura 5: La mejor manera de utilizar el pin 2

En la configuración del divisor en Y, se mejoran todos los aspectos de la funcionalidad. Un cable va desde el bloque de E/S hasta el punto de instalación y la división de los pines 2 y 4 se realiza lo más cerca posible de los sensores. Esto limpia significativamente el desorden de cables, proporciona una vista sin restricciones de los LEDs de diagnóstico y permite una instalación fácil de múltiples conectores al bloque de E/S.

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La necesidad de interoperabilidad de datos y sistemas en la producción inteligente

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A medida que la tecnología avanza a un ritmo más rápido y el mundo se vuelve más simple, las operaciones de fabricación generalmente se centran en la producción eficiente para maximizar la rentabilidad de la organización. En la nueva era de la automatización industrial y la producción inteligente, las organizaciones están recurriendo a los datos generados en los pisos de sus plantas para tomar decisiones acertadas sobre la producción y las mejoras de procesos.

Las mejoras en la producción inteligente se pueden dividir aproximadamente en seis segmentos diferentes: Análisis predictivo, Rastreo y localización, Detección de errores, Mantenimiento predictivo, Facilidad de resolución de problemas y Monitoreo remoto.
Para implementar una o todas estas mejoras se requiere de sistemas interoperables que puedan comunicarse de manera efectiva, y sensores y dispositivos con la capacidad de proporcionar los datos necesarios para alcanzar los objetivos del fabricante. Por ejemplo, si el objetivo es tener cambios sin errores entre los ciclos de producción, entonces se pueden requerir sistemas de retroalimentación que incluyan la identificación de las partes de cambio, las medición de los cambios de alineación de la máquina o incluso la indicación del punto de uso para los operadores. De manera similar, para implementar el mantenimiento predictivo, los sistemas requieren dispositivos que provean alertas o información sobre su estado o el estado general del sistema.

Los métodos tradicionales de integración de sistemas de control que dependen en gran medida de modos de comunicación discretos o analógicos (o ambos) se limitan a operaciones específicas. Por ejemplo, un dispositivo de medición de 4-20 mA sólo comunicaría una señal entre 4-20 mA. Cuando va más allá de esos límites, hay una falla en la comunicación en el dispositivo o en el sistema. Identificar esta falla requiere una intervención manual para solucionar el problema y se desperdicia tiempo valioso en la planta de producción.

La pregunta entonces es: ¿por qué no utilizar solo sensores y dispositivos con capacidad de conexión en red, como un nodo de bus de campo? Esto podría resolver los problemas de datos e interoperabilidad, pero no es una solución ideal:

  • La mayoría de los buses de campo no integran la energía y, por lo tanto, requieren que los dispositivos tengan conexiones separadas para su alimentación haciéndolos más voluminosos.
  • Múltiples buses de campo en la planta en diferentes máquinas requieren que los dispositivos admitan múltiples protocolos de red/bus de campo. Esto puede representar un obstáculo a nivel costos, o de lo contrario, el fabricante debería contar con todas las variedades del mismo sensor.
  • Varios de los buses de campo utilizados comúnmente tienen limitaciones en el número de nodos que se puede agregar; en general, 256 nodos es la capacidad de una subred. Los nodos adicionales requieren switches costosos y otro hardware.


IO-Link proporciona una comunicación estándar a nivel de dispositivo que es inteligente en su naturaleza e independiente de la red, por lo que permite la interoperabilidad en toda la pirámide de controles, lo que la convierte en la opción más adecuada para la producción inteligente.

Revisaremos detalles más específicos sobre por qué IO-Link es la tecnología más adecuada para la producción inteligente en el blog de la próxima semana.

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Las opciones inteligentes permiten procesos más ágiles en la industria del empaquetado, alimentos y bebidas

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En todas las industrias existe la necesidad de una producción más flexible e individualizada, así como de una mayor transparencia y procesos documentables. La eficiencia general del equipo, el nulo tiempo de paro y la demanda de corridas de producción más cortas han creado la necesidad de máquinas inteligentes y, en última instancia, de la fábrica inteligente. Ahora más que nunca, esto es importante en la industria del empaquetado, alimentos y bebidas (EAB) para garantizar que los productos y procesos sean limpios, seguros y eficientes.

Conozca ahora cómo se puede implementar una fábrica inteligente en las industrias de empaquetado, alimentos y bebidas.

Actualizando la arquitectura de controles

● Elimina el cableado analógico y reduce los costos entre un 15% y un 20%
● Simplifica la resolución de problemas
● Permite la visibilidad hasta el sensor/dispositivo.
● Simplifica las modificaciones
● Reduce las interrupciones
● Elimina la configuración manual de dispositivos y sensores

Automatización del cambio guiado de formatos y el cambio de piezas

● Elimina los errores de cambio
● Reduce tiempos de paro planificados para realizar cambios
● Reduce el desperdicio de producto desde el inicio después de un cambio
● Posicionamiento uniforme cada vez
● Garantiza que las partes de cambio apropiadas sean intercambiadas

Mantenimiento predictivo a través de IO-Link

● Mejora el diagnóstico
● Reduce el tiempo de paro no planificado
● Proporciona monitoreo de condiciones
● Proporciona datos más precisos
● Reduce las ralentizaciones y paros de los equipos
● Reduce el desperdicio de producto

Trazabilidad

● Ofrece datos precisos y reducción de errores
● Seguimiento de materias primas y productos terminados
● Precisión de la fecha y el código de lote para el posible retiro del producto.
● Permite incrustar tags robustos en bolsas, pallets, contenedores y accesorios
● Aumenta la seguridad con control de acceso

¿Por qué es todo esto importante?

La conversión de un proceso de fabricación a un proceso inteligente mejorará muchos aspectos y desaparecerá obstáculos que se hayan encontrado en el pasado. En la industria de EAB, el tiempo de paro puede ser muy costoso debido a que la materia prima tiene una fecha de vencimiento corta antes de que deba ser descartada. Por lo tanto, la eficiencia general del equipo (EGE) es una parte integral de cualquier proceso dentro de EAB. En pocas palabras, EGE es el porcentaje de tiempo de fabricación que es verdaderamente productivo. La implementación de una arquitectura de controles mejorada, la automatización de los cambios durante el proceso, el uso de dispositivos de red que cuentan con un mantenimiento predictivo y la incorporación de la tecnología RFID para mejorar la trazabilidad mejoran en gran medida la EGE y reducen el tiempo dedicado a la solución de problemas relacionados con problemas recurrentes.

A través de la tecnología IO-Link y de los dispositivos inteligentes conectados a IO-Link, el tiempo dedicado a buscar la raíz de un problema se reduce considerablemente gracias a los diagnósticos continuos y al mantenimiento predictivo. Los sistemas IO-Link alertan a los operadores sobre el mal funcionamiento del sensor y acerca de cuándo se requiere mantenimiento preventivo.

En contraste con el mantenimiento preventivo, que sólo captura el 18% de las fallas de la máquina y se basa en un cronograma, el mantenimiento predictivo se basa en datos que proporciona a los operadores y al personal de control, información crítica en el momento en que será necesario que se requiera mantenimiento en el futuro. Esto se traduce en un tiempo de paro planificado que puede programarse estratégicamente alrededor de las corridas de producción, a diferencia del tiempo de paro no planificado que viene sin aviso y podría interrumpir una corrida de producción.

Reducir el tiempo que lleva cambiar una máquina a un tamaño de empaque diferente permite que el proceso finalice el lote más rápido que si se usara un cambio manual, lo que a su vez significa una corrida de producción más corta para esa línea. El cambio automatizado permite que el proceso sea exacto cada vez y elimina el riesgo de error del operador debido a un posicionamiento más preciso.

La capacidad de trazabilidad utilizando RFID puede ser una parte muy importante de la fábrica de EAB inteligente. El uso de RFID en todo el proceso – seguimiento de materias primas, productos terminados y contenedores que salen de las instalaciones- puede aumentar considerablemente la eficiencia y el rendimiento del proceso. El uso de RFID puede incluso aplicarse para cambiar la detección de piezas de cambio al identificar si el equipo correcto se está metiendo o sacando durante el cambio.

Agregar soluciones inteligentes a una línea de producción de EAB mejora la eficiencia, aumenta la producción, minimiza el tiempo de paro y ahorra dinero.

Para obtener más información sobre la fábrica inteligente, consulte esta publicación del blog: La necesidad de interoperabilidad de datos y sistemas en la producción inteligente

Para una introducción más profunda al cambio de formato, consulte esta publicación del blog: Flexibilidad a través de cambios de formato automatizados en las máquinas de empaquetado

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Automatización colaborativa … no es sólo para robots

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La fabricación se compone de cientos de operaciones discretas. Algunas son repetitivas, mientras que otras son más diversas. Las tareas repetitivas son ideales para la automatización, mientras que las tareas diversas requieren de más flexibilidad. Y mientras que la automatización puede ser extremadamente flexible, esto conlleva una inversión inicial alta y un tiempo de puesta en marcha significativo. ¿La alternativa? ¡La gente!

Los seres humanos tienen una capacidad inigualable de adaptarse a un entorno de producción diverso y flexible. Pueden ser productivos de manera relativamente rápida con una orientación adecuada y sin una inversión inicial elevada.

Pero como todos sabemos, “errar es de humanos” y éste es uno de los mayores problemas con las operaciones manuales. La gente necesita un poco de orientación de vez en cuando. La colaboración no es sólo para los robots; también es para sistemas completos de automatización.

La automatización colaborativa es más importante en el punto de utilización, donde seres humanos están realizando operaciones críticas. Algunas de esas operaciones comunes incluyen:

  • Ensamble manual para operaciones de bajo volumen o altamente flexibles.
  • Entrega de materias primas en el punto de utilización.
  • Ensamble de kits para operación final.
  • Configuración del equipo y cambios de formato.
  • Mantenimiento y calibración de equipos.

Todas estas funciones se pueden realizar sin errores y con poca capacitación simplemente guiando a las personas dentro de su área de trabajo actual, también conocida como su punto de utilización. Este tipo de función ajustada proporciona orientación del tipo “manos libres” por medio de dispositivos de indicación conectados directamente a su sistema de automatización, lo que permite a los trabajadores concentrarse en la tarea en cuestión en lugar de buscar instrucciones en otros lugares.

Con la tecnología de IO-Link, los dispositivos de indicación inteligente ahora pueden mostrar mucha más información a todas las personas involucradas en tareas de producción específicas. La automatización tiene una conexión inmediata y directa con las personas que son tan vitales.

Por ejemplo, en una celda de soldadura alimentada manualmente, los indicadores inteligentes no solo pueden indicar que la pieza está cargada correctamente, sino también si la pieza está desalineada (que se muestra aquí con el indicador rojo) o si hay algún problema con alguno de los componentes de automatización, como una pinza neumática atascada.

Una celda de soldadura alimentada manualmente con indicadores inteligentes no solo puede indicar que la pieza está cargada correctamente, sino también si la pieza está desalineada (que se muestra con el indicador rojo) o que hay algo mal con uno de los componentes de automatización como una pinza neumática atorada.

Aún mejor, con la tecnología IIoT, se pueden analizar las tendencias para determinar si el dispositivo/herramienta podría optimizarse para la producción o para identificar puntos de falla comunes. Todo esto lleva a una colaboración más estrecha con las operaciones, el personal de mantenimiento y los supervisores de producción.

Una estación de preparación de kits, a veces conocida como un supermercado, es otra aplicación ideal para los indicadores inteligentes. No solo pueden guiar a un solo operador a la parte que se desea extraer, sino que también pueden guiar a múltiples operadores al mismo tiempo. Además, los indicadores inteligentes pueden informar sobre la selección incorrecta de un contenedor, posibles opciones de contenedor (un contenedor físico cerrado), información direccional y niveles de inventario. Y nuevamente, con la tecnología IIoT, se pueden analizar las tendencias para determinar la distribución adecuada, el rendimiento individual del personal y el rendimiento del sistema. El sistema de automatización colabora con operaciones, conductores de montacargas y supervisores de producción.

Una estación de preparación de kits tradicional, a veces conocida como un supermercado, con indicadores inteligentes para guiar a los operadores hacia la parte que se pretende extraer.

Entonces, echa un vistazo y ve lo que puede hacer un sistema de automatización colaborativo que utiliza indicadores inteligentes para tus operaciones manuales.
Te sorprenderás.

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