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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