Inspección, Detección y Documentación – La trifecta del trabajo en proceso

A medida que las colinas del estado de Kentucky pasan del color oro cubierto de la escarcha del invierno al verde salpicado del sol de la primavera, la mayoría de los kentuckianos se preparan para “los dos minutos más emocionantes en los deportes”, también conocido como el Derby de Kentucky. Mientras que algunos fanáticos están interesados ​​en el brillo y el glamour del evento, los verdaderos seguidores del deporte, los que apuestan, están buscando un gran día de pago. Un tipo específico de apuesta llamada Trifecta, una apuesta que requiere seleccionar a los primeros tres finalistas en el orden correcto, tradicionalmente rinde miles, si no es que decenas de miles, de dólares en premios. Esto no es tarea fácil. Es difícil elegir un caballo, y aún más elegir a los tres que terminarán en el podio de ganadores. Entonces, mientras los apostadores están buscando su gran premio con una trifecta, los representantes de las empresas de manufactura a nivel mundial están utilizando la trifecta para garantizar que sus clientes obtengan productos de calidad. Sin embargo, la trifecta del Work-In-Progress está valuado en millones de dólares.

la trifecta del trabajo en proceso

El Work-In-Progress, o “WIP”, es una aplicación dentro de la producción donde se rastrea el producto desde el inicio del proceso hasta el final. El objetivo general de rastrear el producto de principio a fin es, entre otras cosas, garantizar la  calidad y, a su vez, crear un lazo de lealtad con los clientes, evitar el retiro de productos y cumplir con las regulaciones. En un entorno de fabricación altamente competitivo, no poder garantizar la calidad puede ser una sentencia de muerte para cualquier organización. Aquí es donde la trifecta vuelve a entrar en juego. Los tres procesos que se enumeran a continuación, cuando se usan juntos de manera efectiva, garantizan la calidad general del producto y eliminan costosos errores en la fabricación.

Inspección: por lo general, se ejecuta con un sistema de visión. Tal como suena, el producto se inspecciona en busca de irregularidades o desviaciones de lo que se considera “perfecto”.la trifecta

Detección: este es el resultado de la inspección. Si se detecta un error, se debe tomar acción para corregirlo antes de enviarlo a la estación siguiente o, en algunos casos, el producto se desecha directamente para evitar la inversión de recursos adicionales.

Documentación: normalmente ejecutada con tecnología RFID (de identificación con radiofrecuencia). Los resultados del proceso de inspección y detección se escriben en los tags RFID. Es posible que sea necesario acceder a estos datos en un momento posterior para aislar los retiros de productos específicos o para probar el cumplimiento normativo.

Ya sea jugando con los ponis o fabricando el siguiente mejor widget, la trifecta es una necesidad en ambas industrias. El uso de un sistema de visión comprobado y la tecnología RFID ha demostrado su eficacia para asegurar la calidad en la producción, pero un sistema confiable para ganar la trifecta en el derby sigue siendo un “trabajo en proceso”.

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Aumente su competitividad en la industria de la intralogística con sistemas RFID

En tiempos de globalización y altos costos laborales, es un reto aumentar la competitividad en la industria de la moda. Dentro de un almacén, un sistema RFID (de identificación por radiofrecuencia) permite un alto grado de automatización, así como distancias cortas de transporte. Para abastecer a los distribuidores y mantener sus instalaciones rentables, una de las empresas de moda más exitosas del mundo ha construido un moderno centro de distribución de prendas colgantes. Echemos un vistazo a cómo implementaron con éxito la tecnología RFID para mejorar sus procesos.

Separe y clasifique la ropa con un solo módulo híbrido (códigos 2D + RFID)

Dentro de este centro de distribución, se utilizan 45,000 de estos innovadores adaptadores para ganchos de ropa (L-VIS). Reemplazan el enfoque previo de logística  basado en racks rodantes, al permitir el transporte de varias prendas diferentes que tienen el mismo destino.

L-VIS, adaptador de gancho para ropa hecho por P.E.P. Fördertechnik

Con la inversión en un poco de espacio adicional en la denominada zona de almacenamiento o de almacenamiento intermedio, y al proporcionar racks rodantes vacíos en varias ubicaciones para mantener el flujo del producto en movimiento, este proyecto se lleva a cabo con éxito. Una gran ventaja de este sistema es que puede ser utilizado  en toda la cadena intralogística, desde la recepción hasta el almacenamiento colgante, la clasificación para la identificación de artículos individuales, y, desde luego, su uso como unidad de transporte hasta el envío.

El gancho de ropa contiene un chip RFID, que es leído automáticamente por la tecnología de transporte, y un código 2D. Este código es leído manualmente por los empleados con un lector de datos portátil. El código puede ser DMC (Código de matriz de datos), Código QR o cualquier otro tipo de código óptico.

Centro de distribución de prendas HUGO BOSS (Metzingen, Alemania)

Intercambio de información sin contacto visual

Se instala un chip RFID de alta frecuencia. Con este sistema de identificación, ni la alineación directa ni el contacto son necesarios para permitir el intercambio de datos a través de la comunicación de campo cercano. La identificación sin contacto es extremadamente confiable y libre de desgaste. El sistema de identificación consta de un portadatos robusto, un cabezal de lectura/escritura y una unidad procesadora de RFID. La unidad procesadora se comunica con el sistema de control a través de Profibus, pero también se puede realizar con ProfiNet o EtherNet/IP.

Unidad procesadora BIS-M RFID

La siguiente tabla le brinda una descripción general de los tipos de soluciones de identificación por radiofrecuencia que están disponibles en el mercado:

Tipos comunes Baja frecuencia Baja frecuencia Alta frecuencia Ultra alta frecuencia
Frecuencia 70/455 kHz 125 kHz 13.56 MHz 860 … 960 MHz
Descripción breve Solución dedicada a la identificación de herramientas en la industria metalúrgica. Soluciones estándar para aplicaciones simples de Identificación y Rastreo (Track & Trace) Rápido y confiable, incluso con grandes volúmenes de datos a distancias medias en áreas de ensamble, producción e intralogística. Identificación a grandes distancias y capacidad de agrupación para el concepto actual de flujo de materiales.

Para el cliente, la decisión de elegir este sistema en particular de entre los demás sistemas existentes, se basó en la separación entre el procesador y el cabezal de lectura/escritura. En una instalación de grandes dimensiones, no tendría sentido tener un decodificador con 30 cabezales de lectura/escritura conectados. Al interconectar dos cabezales de lectura/escritura por procesador, es posible rastrear el recorrido de una unidad de transporte a lo largo de toda la banda transportadora, así como realizar un seguimiento dentro de los pasillos entre los estantes individuales.

Una ventaja adicional del sistema implementado son las opciones de carcasa. El transportador L-VIS y el cabezal de lectura/escritura de 30 mm son una combinación ideal El montaje sencillo de los procesadores y la conexión lista para usarse fueron de gran valor para los integradores de sistemas. En el área de clasificación, un código 2D fue complementado por los tags RFID para alcanzar velocidades de hasta 0.6 y 0.7 m/s. Esto probablemente no hubiera sido posible con la instalación de una tecnología de cámaras similar.

Las experiencias han demostrado que los proyectos de sistemas RFID necesitan mucho apoyo. Nuestro equipo puede proporcionar consultas y asistencia de verdaderos expertos.

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“Back to the basics”: ¿Cuál es el valor de IO-Link?

Con las demandas de fabricación flexible, producción eficiente y visibilidad en nuestras fábricas, la manufactura inteligente está impulsando la forma en que trabajamos hoy. El análisis y el diagnóstico se están volviendo críticos para nuestra capacidad de realizar un mantenimiento predictivo, mejorar la efectividad del equipo y monitorear el estado de la máquina y los componentes dentro de la misma. Por lo general, nuestra primera reacción es poner estos dispositivos en Ethernet. Sin embargo, la implementación de Ethernet requiere un alto conjunto de habilidades que son escasas en nuestras fábricas tradicionales actuales. Debido a la arquitectura de control simple de los dispositivos IO-Link, permite que muchos dispositivos inteligentes proporcionen los datos que necesitamos para el análisis con una reducción en el conjunto de habilidades de Ethernet que se ha convertido en un obstáculo para muchos fabricantes.

Mucha gente piensa que IO-Link es una nueva red industrial para competir con EtherNet/IP o Profinet, pero esta es una idea errónea común. IO-Link es complementario a esas redes y, por lo general, permite que esas redes hagan aún más de lo que originalmente se pensaba que podían hacer.

Estándar abierto

IO-Link es un estándar abierto diseñado con la idea de que actúe como USB para la automatización industrial. IO-Link está planteado para simplificar el sensor inteligente y la conectividad de dispositivos inteligentes en la producción de una manera similar a la que el USB simplifica la conectividad a computadoras para dispositivos auxiliares. IO-Link no es una red industrial o de bus de campo; es una red industrial y un controlador industrial agnóstico. Diseñado con una configuración maestro/esclavo, el direccionamiento de los dispositivos es punto a punto, similar al USB. Los dispositivos maestros de IO-Link compatibles pueden actuar como esclavos o nodos en una variedad de protocolos industriales y actuar como un complemento para la red que el usuario elija. Al eliminar la necesidad de una configuración de comunicación en serie o el direccionamiento de red, se simplifica la conexión y la integración de los dispositivos.

Valor en la construcción de máquinas

IO-Link tiene ventajas tanto para los fabricantes de máquinas como para los fabricantes ocasionales. Para los fabricantes de máquinas, la mayor ventaja proviene del esquema de cableado simplificado de los dispositivos IO-Link. Hemos visto a fabricantes de máquinas que utilizan IO-Link reducir sus costos de mano de obra y cableado para los sensores, salidas y controladores entre un 30% y 60%. Esto se logra gracias a los cables simples de herramientas de sensor utilizados para conexiones, conectores de desconexión rápida en los cables y dispositivos maestros de montaje en Ethernet. Esto se traduce en un incremento en la utilización del piso de producción, una reducción en el trabajo de ensamble y un tiempo de puesta en marcha significativamente más rápido para los fabricantes de máquinas.

Valor en el piso de producción

Para fabricantes ocasionales, las mayores ventajas provienen de las características de parametrización y diagnóstico en los dispositivos IO-Link. Con la capacidad de almacenar y enviar parámetros entre el maestro y el esclavo, los dispositivos IO-Link pueden configurarse automáticamente. La sustitución rápida de un dispositivo inteligente y complejo, como un sensor de presión, puede pasar de ser una experiencia estresante que incluye más de 14 puntos de ajuste a, literalmente, presionar un solo botón. La combinación de esta funcionalidad con múltiples diagnósticos tanto en el maestro como en el esclavo elimina los errores humanos, reduce drásticamente el tiempo de paro y el tiempo invertido en la solución de problemas por parte de los fabricantes.

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Captura vs Control: el valor oculto de las soluciones reales de IIoT

Hace unos meses, un cliente y yo nos reunimos para hablar sobre su proyecto piloto de Industria 4.0 e IIoT. Discutimos opciones de tecnología y formas de recopilar datos del proceso de fabricación existente. Se discutieron opciones sobre cómo leer los datos directamente desde el PLC o configurar un servicio OPC para solicitar datos de la máquina; sin embargo, estos no eran convenientes ya que requerían modificar el código del PLC existente para que la solución fuera efectiva.
“Lo que realmente quiero es la capacidad de capturar los datos directamente de los dispositivos y no afectar el control de mi equipo de automatización existente”. Ya sea por motivos de garantía de los equipos o por el viejo dicho, “no arregles lo que no está roto”, la opinión en general tenía sentido.

Captura versus control

Este concepto realmente se quedó conmigo meses después de nuestra conversación ese día. Esta es realmente una de las exigencias principales que tenemos de la parte de generación de datos de la ecuación IIoT; ¿Cómo podemos obtener información sin afectar negativamente nuestros sistemas de producción automatizados? Aquí es donde la convergencia del OT operacional y la TI de la red se vuelve crítica. Ahora tenía que desarrollar una interpretación de los fundamentos de TI sobre cómo se transfieren los datos en Ethernet; y construir una interpretación de los nuevos protocolos de datos como JSON (JavaScript Object Notation) y MQTT. El valor de estos protocolos permite una solicitud directa desde el “dispositivo que tiene los datos” hacia el “dispositivo que necesita los datos” sin un intermediario. ¡Estos protocolos basados ​​en TI eliminan la necesidad de una solución de transporte de datos basada en el controlador!

Entonces, las soluciones de automatización de IIoT verdaderamente conectadas que están “Listas para IIoT” necesitan admitir este concepto básico de “Captura versus Control”.

En Balluff tenemos una sólida cartera de productos con capacidades para el Internet Industrial de las Cosas (IIoT), compruébelo en www.balluff.com .

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Fundamentos de medición: Medición de posición vs. Medición de distancia

Las mediciones continuas en máquinas industriales o los materiales que estas máquinas están fabricando, moviendo o procesando pueden clasificarse en dos tipos principales de sensores: sensores de medición de posición y sensores de medición de distancia. Es una diferencia algo sutil, pero que es importante al evaluar el mejor sensor de medición para una aplicación en particular.

Medición de posición: Cuando hablamos en términos de medición de posición, generalmente hablamos de aplicaciones donde el sensor se instala en una máquina y se acopla mecánicamente a la parte móvil de la máquina -o se instala en un cilindro hidráulico que mueve la máquina- y está reporta la posición de la máquina continuamente. En una aplicación de posicionamiento, las preguntas que deben responderse son: “¿Dónde está? ¿Donde está ahora? ¿Y ahora?”.

Algunos ejemplos de sensores de medición de posición incluyen sensores de posición lineal magnetoestrictivos y encoders magnéticos. Con cada uno de estos tipos de sensores, el sensor en sí, o el marcador de posición, generalmente se conecta a la parte móvil de la máquina.

Medición de distancia: los sensores de medición de distancia, por otro lado, se usan en aplicaciones que requieren una medición precisa de un objetivo que normalmente no forma parte de la máquina. Un buen ejemplo sería una aplicación donde partes o componentes se mueven a lo largo de una cinta transportadora, y la posición de esas partes debe medirse con precisión. En este ejemplo no sería práctico, ni siquiera posible, conectar un sensor a la parte móvil. Entonces su posición necesita medirse a DISTANCIA. En una aplicación de medición de distancia, la pregunta que se responde es: “¿Qué tan lejos está?”.

Algunos ejemplos de sensores de medición de distancia incluyen sensores fotoeléctricos (láser) y sensores de distancia inductivos. Estos tipos de sensores generalmente se montan en la máquina, o en las inmediaciones de la máquina, y apuntan a un punto o una ruta donde se ubica o se ubicará el objeto a medir.

En resumen, aunque tanto los sensores de posición como los de distancia hacen mucho de lo mismo  – proporcionan una indicación continua de posición –  las aplicaciones de  cada uno son generalmente bastante distintas. Entender la aplicación y sus requisitos ayudará a determinar qué tipo de sensor es la mejor opción para la tarea.

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¿Cómo balancear la ecuación del éxito IIoT?

¿Cuáles son los componentes clave para tener éxito al implementar el IoT Industrial?
Hay tres componentes principales que se deben considerar al comenzar su proyecto piloto para Industria 4.0: Estrategia, Datos y Acción. Con un entendimiento claro de cada uno de estos componentes, las implementaciones exitosas son más sencillas de lo que usted cree.

Estrategia: ¿Cuál es su plan? ¿Qué necesita saber? ¿Quién necesita saber qué? ¿Cómo permitimos que las personas tomen las decisiones correctas? ¿Qué estándares seguiremos? ¿Con qué frecuencia necesitamos los datos? ¿Qué datos no necesitamos?

Generación de datos: Los dispositivos necesitan generar datos cíclicos que brinden información sobre el proceso y datos de eventos/advertencia para dar información sobre los problemas. Los dispositivos deben admitir protocolos que permitan solicitar datos sin afectar el sistema de control y deben estar estructurados de una manera que sea lógica y fácil de manipular.

Gestión de datos: ¿Cómo manejaremos nuestros datos? ¿En qué estructura necesitan estar? ¿Necesitamos acceso interno y externo a los datos? ¿Qué requisitos de seguridad debemos tener en cuenta? ¿Qué usuarios necesitarán los datos? ¿De dónde vienen los datos? ¿De cuánta información estamos hablando?

Análisis de datos: Comprensión profunda, Big Data, Análisis predictivo, etc. Estas ideas desde un punto de vista industrial realmente deberían impulsar la productividad de cada usuario. El análisis predictivo debería ayudarnos a saber cuándo y dónde realizar el mantenimiento del equipo y reducir drásticamente el tiempo de paro en la planta.

Acción: El componente clave de cualquier éxito de IIoT. Sin decisiones diarias de cada empleado basadas en la estrategia, las fallas están aseguradas. La cadena de suministro debe saber que no sólo estamos interesados en las refacciones más económicas, sino que también en aquellas que puedan ayudarnos a generar datos para mejorar nuestras capacidades analíticas. El mantenimiento debe realizarse de acuerdo a la información que arroje el análisis predictivo y pasar de ser una acción de “compostura urgente” realizada aleatoriamente, a una acción de prevención intencional para evitar  tiempos de paro de la planta en general.

 

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Evolución de los sensores de campo magnético

Cuando visito a los clientes, a los pocos minutos de nuestra conversación me indican que “deben disminuir el tiempo de paro de la producción”. Todos sabemos que una línea de ensamble o celda de soldadura que no está funcionando no está ganando dinero o cumpliendo con los tiempos del ciclo de producción. Cuando tenemos la conversación sobre el tiempo de paro, el cliente siempre quiere saber qué productos nuevos o mejorados están disponibles que pueden aumentar el tiempo de actividad o mejorar sus procesos actuales.

Un problema importante y común visto a nivel de planta es una gran cantidad de fallas en los sensores de campo magnético. Hay muchas razones comunes para esto, como el uso de sensores de baja calidad, del tipo de los interruptores Reed que tienen contacto mecánico. Los interruptores Reed generalmente tienen un precio más bajo que los productos de estado sólido discreto con tecnología AMR o GMR. Sin embargo, estas opciones de bajo costo representarán un gasto mucho mayor a largo plazo debido a puntos de activación inconsistentes y fallas que ocasionarán un tiempo de paro de la máquina. Otra gran parte de la fallas es la ubicación de la posición del cilindro neumático. No es raro ver que un cilindro ubicado en un área muy hostil de como resultado del maltrato del sensor y el daño del cable. En algunos casos, la falla se asocia simplemente a un cable cortado o a un cable que se ha quemado debido a las salpicaduras de soldadura.

A continuación se encuentran algunos consejos y preguntas clave que pueden ser útiles al seleccionar un sensor de campo magnético.

  • ¿Necesito una ranura T o C?
  • ¿Necesito una salida NPN o PNP?
  • ¿Necesito uno tipo deslizadera o tipo acceso directo?
  • ¿Necesito un producto que tenga un cable mejorado para entornos hostiles, como tubos de silicón?
  • ¿Necesito un producto de doble cabezal que solo tenga un cable para simplificar las conexiones?
  • ¿Necesito opciones como IO-Link que puedan proporcionar múltiples puntos de conmutación y cambios de histéresis?
  • ¿Necesito un cabezal de sensor al que se le pueda enseñar a realizar lecturas en posición extendida y retraída?

Si los consejos anteriores se ponen en práctica, seguramente tendrá una mejor experiencia seleccionando el producto correcto para la aplicación. Los sensores de campo magnético han evolucionado a lo largo de los años con una tecnología interna mejorada que los hace mucho más fiables y fáciles de usar para una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, si el cliente tiene sensores de campo magnético instalados en una celda de soldadura, ellos buscarán seleccionar un sensor de campo magnético que tenga cables mejorados o quizás un producto inmune a la soldadura para hacer frente a las corrientes de soldadura. Otro ejemplo podría ser una aplicación de selección y colocación en la que el cliente necesita un sensor con múltiples puntos de conmutación o un ajuste de histéresis. En este caso, el cliente podría seleccionar un sensor con función de enseñanza múltiple de un solo cabezal, que ofrece la posibilidad de ajustar el sensor con IO-Link.

Para obtener más información sobre los diversos tipos de sensores de campo magnético, haga clic aquí.

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Cómo simplificar el cableado en aplicaciones relacionadas con la producción

Si alguna vez ha estado en una planta de energía o de producción durante la puesta en marcha o en caso de una falla, probablemente se haya preguntado cómo simplificar el cableado en las aplicaciones relacionadas con la producción. En estos sectores industriales, los ingenieros a menudo encuentran estructuras complejas y se enfrentan a largas rutas de señal. Los subsistemas individuales, equipados con controladores lógicos programables locales (PLCs) o unidades terminales remotas (RTUs), generalmente se conectan mediante sistemas de bus a la sala de control y al sistema SCADA, por lo que la red cuenta con herramientas de diagnóstico disponibles.

La diversión comienza con la solución de problemas al nivel del subsistema. Los sensores y actuadores individuales muy a menudo están cableados con cobre de la manera tradicional. Esto significa que hay gruesos manojos de cables en los conductos y los conductores individuales en los extremos del cable deben terminarse correctamente y de forma segura. Se debe tener especial cuidado con las señales analógicas, ya que una protección faltante o conectada incorrectamente también puede causar errores de señal o medición. La solución de problemas bajo estas condiciones puede ser muy estresante (especialmente si todos te están viendo) y costoso (por el paro en producción o la desconexión de la energía).

Hay algunos sectores en donde hay industrias automotrices y de producción sólidas y los ingenieros que cambian de una a otra traen enfoques alternativos de cableado de campo como el ASi e IO-Link. Dado que estos técnicos están familiarizados con las ventajas de la puesta en marcha y la resolución de problemas en la línea de producción, no tienen dudas sobre la implementación. Echemos un vistazo al otro lado:

En el pasado, en la automatización de fábricas, se utilizaba el cableado paralelo.

A medida que la vida útil de los productos se acorta y se busca una disponibilidad alta,  existe una mayor necesidad de implementar sistemas modulares.

Por lo tanto, a nivel de sensor / actuador IO-Link se está implementando cada vez más, por lo que algunas personas ya lo denominan el puerto USB de los sistemas de automatización. Algunas de las ventajas de IO-Link incluyen:

  • Flexibilidad para conectarse a una amplia variedad de dispositivos a través del mismo conector M12. El cable sin protección y la señal digital robusta superan con eficacia problemas tales como la interferencia de línea y las restricciones de flexión o doblado.
  • Valores analógicos digitalizados (de 4-20 mA, 0-10 V, PT100/1000, termopar tipo J/K) en lugar de señales analógicas
  • Información de diagnóstico adicional directamente desde hubs y sensores/actuadores
  • Posibilidad de adaptar el sistema de bus host a otros países o conforme a los requerimientos del cliente. Solo se debe intercambiar el módulo maestro (la mayor parte del diagrama de cableado permanecerá igual)

Este interesante informe técnico de Andritz Hydro (Austria) muestra cómo IO-Link se implementó con éxito en un proyecto de energía hidroeléctrica: “Solution_Report-IO-Link_in_Hydro-Power_EN“. (más información sobre las soluciones IO-Link).

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5 maneras por las que la producción flexible nunca había sido tan sencilla

La producción flexible nunca había sido tan sencilla o tan económica de implementar -incluso hasta en lotes de una sola pieza- que ahora que IO-Link se ha convertido en un estándar aceptado. El control fijo y la información oculta ya no son aceptables. Impulsado por las necesidades de IIoT e Industria 4.0, IO-Link proporciona los datos adicionales que desbloquean la flexibilidad en los modernos equipos de automatización, ¡y esta tecnología ya está aquí ahora! Como evidencia, aquí están los cinco mejores ejemplos de flexibilidad habilitada gracias a IO-Link:

# 5. Cambio rápido de Herramientas: la tecnología de acoplamiento inductivo conecta dispositivos IO-Link estándar a través de un espacio de aire. Las herramientas de cambio de piezas y de extremo del brazo (EOA) pueden cambiarse y verificarse de manera rápida y confiable mientras se mantiene la conexión con los sensores y las válvulas neumáticas. Esta es una tecnología realmente genial … ¡energía a través del aire!

# 4. Programación de sensores sobre la marcha: muchas aplicaciones de sensores requieren una nueva configuración cuando el objetivo cambia, y los objetivos parecen estar cambiando siempre. IO-Link permite esto a un costo mínimo y en muy poco tiempo. Simplemente está incorporado a su tecnología.

# 3. Luces indicadoras flexibles: la comunicación detallada con los operadores ya no requiere un HMI tradicional. En nuestro mundo flexible, la información como datos de proceso variables, indicación de tiempo, estado de la máquina, estados de ejecución y verificación de cambio se puede mostrar en el punto de uso. Esto representa infinitas posibilidades de creatividad.

# 2. Sistemas RFID de bajo costo: la identificación por radiofrecuencia (RFID) ha existido desde ya hace un tiempo. Pero con el costo de IO-Link, las aplicaciones han estado escalando rápidamente. Desde pallets de fabricación tradicionales hasta el seguimiento de piezas de cambio, la facilidad y la rentabilidad de los sistemas RFID se encuentran en un nivel récord. Si alguna vez ha pensado en RFID, ahora es el momento.

# 1. Aléjese de los sensores discretos a los sensores de variables continuas: pasar de sensores discretos, de encendido y apagado a sensores de variables continuas (como el analógico pero mejorado) abre una tremenda flexibilidad. Esto elimina múltiples sensores discretos o el reposicionamiento de sensores. Un sensor puede manejar múltiples tipos y tamaños de productos sin que esto represente un costo adicional. El uso de IO-Link lo hace más económico que el analógico tradicional con mucha más información disponible. Este podría ser el mejor cambio tecnológico desde el cambio a redes de E/S (Entradas/Salidas) basadas en Ethernet.

Así que, el #1 fue el cambio a sensores de variable continua utilizando IO-Link. Pero el término “variable continua” no se dice tan sencillo. Tenemos sensores discretos y analógicos, pero ¿cómo deberíamos llamar a estos sensores? ¡Déjeme saber lo que piensa!

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Sensores de temperatura infrarrojos sin contacto con IO-Link – facilitadores para la Industria 4.0

Automatización en plantas de acero

La producción moderna requiere un nivel muy alto de automatización. Un gran beneficio de las plantas y procesos totalmente automatizados es la reducción de fallas y contratiempos que pueden llevar a tiempos de paro muy costosos. En las grandes plantas de acero hay cientos de placas de acero al rojo vivo que se mueven, se procesan, se muelen y se transforman en diversos productos como alambres, bobinas y barras. Hacer un seguimiento de estos objetos es de suma importancia para garantizar una producción sin problemas y rentable. Un bloqueo o daño de una línea de producción generalmente conduce a un tiempo de paro inesperado y lleva horas poderlo rectificar y reiniciar el proceso.

Para enfrentar los desafíos de los procesos de fabricación en plantas de acero modernas, se necesita controlar y monitorear automáticamente los flujos de materiales. Esto se aplica especialmente a la ruta de las piezas de trabajo a través de la planta (como componentes del producto que se fabricará) así como a las ubicaciones con acceso limitado o áreas peligrosas dentro de la fábrica.

Detección de Metal Caliente

Los sensores estándar, como los dispositivos inductivos o fotoeléctricos, no pueden usarse cerca de objetos al rojo vivo, ya que podrían dañarse por el calor o sobrecargarse por la tremenda radiación infrarroja emitida por el objeto. Sin embargo, hay un principio de detección que usa esta radiación infrarroja para detectar el objeto caliente e incluso podría darnos información sobre su temperatura.

Los termómetros infrarrojos sin contacto cumplen con los requisitos y se utilizan con éxito en este tipo de aplicaciones. Se pueden montar lejos del objeto caliente para que no sean destruidos por el calor, sin embargo, capturan la radiación infrarroja emitida ya que ésta viaja prácticamente sin límites. Además, la longitud de onda y la intensidad de la radiación pueden evaluarse para permitir una lectura de temperatura bastante precisa del objeto. Aunque hay ciertos parámetros que  establecer o enseñar para hacer que el dispositivo funcione correctamente. Como muchos de estos termómetros infrarrojos se colocan en lugares peligrosos o inaccesibles, una parametrización o ajuste directo en el dispositivo es a menudo difícil o incluso imposible. Por lo tanto, se requiere una interfaz inteligente para controlar y leer los datos generados por el sensor y, lo que es más importante, para descargar parámetros y otros datos al sensor.

Fundamentos técnicos de los detectores infrarrojos de metales calientes

Los sensores fotoeléctricos tradicionales generan una señal y en la mayoría de los casos reciben un reflejo de esta señal. Contrariamente a esto, un sensor infrarrojo no emite ninguna señal. La base física de un sensor infrarrojo es detectar la radiación infrarroja emitida por cualquier objeto.
Cada cuerpo, con una temperatura superior al cero absoluto (-273.15 °C o -459.67 °F), emite una radiación electromagnética de su superficie, que es proporcional a su temperatura intrínseca. Esta radiación se llama temperatura o radiación térmica.

Mediante el uso de diferentes tecnologías, como fotodiodos o termopilas, esta radiación puede detectarse y medirse a larga distancia.

Ventajas principales de la termometría infrarroja

Este método de medición sin contacto y basado en óptica ofrece varias ventajas sobre los termómetros con contacto directo:

  • Medición sin reacción, es decir, el objeto medido no se ve afectado, lo que permite medir la temperatura de piezas muy pequeñas
  • Frecuencia de medición muy rápida
  • Es posible medir a distancias largas, el dispositivo de medición puede ubicarse fuera del área peligrosa
  • Se pueden medir temperaturas muy altas
  • Detección de piezas muy calientes: los pirómetros se pueden utilizar para la detección de piezas muy calientes donde los sensores ópticos convencionales están limitados por la alta radiación infrarroja
  • Es posible medir objetos en movimiento
  • Sin desgaste en el punto de medición
  • Medición sin riesgo de partes conductoras de tensión

IO-Link para sensores más inteligentes

En los últimos 10 años IO-Link se ha establecido como interfaz de sensor para casi todos los tipos de sensores.  Es una interfaz uniforme y estandarizada para sensores y actuadores, independientemente de su complejidad. Proporciona una comunicación constante entre los dispositivos y el sistema de control/HMI. También permite un cambio dinámico de los parámetros del sensor por parte del controlador o del operador en el HMI, lo que reduce los tiempos de paro para los cambios de producto. Si un dispositivo necesita ser reemplazado, hay una reasignación automática de parámetros tan pronto como el nuevo dispositivo se ha instalado y conectado. Esto también reduce la intervención manual y evita configuraciones incorrectas. No se necesita ningún software especial del dispositivo propietario y el cableado es sencillo, se utilizan cables estándar de tres hilos sin necesidad de blindaje.

Por lo tanto, IO-Link es la interfaz ideal para un sensor de temperatura sin contacto.

Todos los valores y datos generados dentro del sensor de temperatura se pueden cargar al sistema de control y se pueden usar para el monitoreo de condiciones y mantenimiento preventivo. Como las plantas de acero necesitan conocer datos del proceso para mantener una alta calidad constante de sus productos, los sensores proveen más datos que una señal binaria para lograr como beneficio adicional una producción fiable y sin problemas en el ámbito de la Industria 4.0

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