Técnica de vacío para la fábrica digital

Para que los generadores de vacío eléctricos, las ventosas de vacío y los eyectores compactos tengan visibilidad en la fábrica inteligente, hay que proporcionar datos digitales sobre la energía y el proceso en tiempo real. Para ello, Schmalz incorpora interfaces como IO-Link, Ethernet o NFC en sus componentes de vacío y, de esta forma, crea una base inteligente para la producción interconectada.

Terminal compacto SCPSi: gracias a su estructura modular, se pueden controlar y configurar individualmente hasta 16 eyectores. La parametrización se realiza a través de la aplicación.
El generador de vacío eléctrico ECBPi con IO-Link y NFC se ha desarrollado para la robótica móvil y para los trabajos de manipulación estacionarios con robots colaborativos (Cobots).
Los componentes de vacío se conectan rápidamente en el entorno de aplicación a través de interfaces como IO-Link, Ethernet o NFC. Permiten una monitorización completa de los procesos, una detección temprana de los errores y un mantenimiento puntual y planificable.

Los sistemas ciberfísicos son los protagonistas de la cuarta revolución industrial. Conectan objetos reales con objetos virtuales, es decir, máquinas con sistemas de tratamiento de la información. A nivel de innovación, ahora la intercomunicación entre sistemas podría compararse a la ola de automatización que se vivió a partir de 1970 a través de la electrónica y la TI. Esta comunicación permite llevar a cabo controles relativos a la energía y el proceso, así como un mantenimiento preventivo, siempre que los dispositivos dispongan de las interfaces correspondientes.

Desarrollados especialmente para la interconexión en el ámbito de la automatización con vacío, los componentes de vacío de J. Schmalz GmbH no solo recogen datos relativos a la energía y al rendimiento y los envían a la nube, sino que además llevan el seguimiento de los mismos y los analizan. Gracias a IO-Link o a la interfaz de Ethernet industrial, los Smart Field Devices logran una comunicación constante desde el nivel del sensor y del actuador hasta la unidad de control superior (PLC), pasando por el nivel de mando. Así, la comunicación funciona en ambas direcciones: además de la transmisión de datos sobre el estado o el consumo de energía, a través de la unidad de control se pueden modificar los parámetros y transferirlos al dispositivo de campo inteligente.

Además de IO-Link y de la interfaz de Ethernet industrial, Schmalz también incorpora interfaces NFC (Near Field Communication) en sus componentes de vacío inteligentes. Para intercambiar información sin cables en distancias cortas, entre el Smart Field Device y el terminal móvil del usuario con NFC se establece una conexión de punto a punto. El componente no tiene que disponer de una fuente de energía propia para la transferencia. En su lugar, tiene instalada una bobina que se alimenta a través del smartphone. La bobina induce una tensión a un procesador, que a su vez transmite sus datos mediante una antena. De esta forma, el usuario puede leer en el smartphone tanto datos de proceso como información sobre el mantenimiento y el servicio. El dispositivo se comunica con el usuario, por así decirlo, en texto simple: si se produce una parada imprevista, ofrece indicaciones claras sobre el origen de error, y no crípticos códigos de error. La parametrización de los componentes también se puede llevar a cabo a través del smartphone. Para ello, Schmalz ha programado la aplicación ControlRoom. Los cambios de los parámetros que se realizan a través de NFC pueden transferirse directamente al dispositivo, o copiarse de un dispositivo a otro.

Otra ventaja de NFC es la asignación directa del producto al smartphone, mediante la cual dos dispositivos se conectan a una distancia muy corta de, como máximo, dos centímetros. De esta manera, el usuario se asegura de no parametrizar sin querer otro dispositivo cercano.

De la corriente de aire a la corriente de datos

El uso que se le puede dar a la digitalización a nivel de los componentes para la aplicación de vacío se observa, por ejemplo, en el terminal compacto SCPSi. Este concentra hasta 16 generadores de vacío individuales en una unidad compacta que solo dispone de una conexión eléctrica y de una conexión de aire comprimido. Schmalz permite así la manipulación simultánea e independiente de diferentes piezas con un solo sistema. El vacío se genera con una tobera Venturi y se registra con un sensor. El usuario puede leer el valor exacto de vacío a través de los datos de proceso de IO-Link o en la pantalla del generador.

Con los datos de proceso cíclicos también se controlan los eyectores y se recibe la información actual del SCPSi. Del mismo modo, a través de la conexión de IO-Link, el usuario dispone de valores de ajuste, parámetros y datos de medición y de análisis. Además, las funciones de diagnóstico y de pronóstico de los componentes de vacío deducen información sobre el estado de la instalación y detectan tendencias de calidad y de potencia. Transferidos a una nube interna o externa, los datos se procesan y se analizan, generando un valor añadido real: si el sistema detecta valores que superan la tolerancia o modificaciones paulatinas, puede mostrárselos rápidamente al usuario con total claridad. Por ejemplo, el sistema comprueba las fugas y la presión dinámica para las valoraciones del Predictive Maintenance.

Los resultados del Condition Monitoring se activan, por ejemplo, cuando los valores de la presión dinámica difieren, los tiempos de evacuación de los eyectores superan sus valores límite o las tensiones del sensor se encuentran fuera del rango de trabajo. La función Energy Monitoring no pierde de vista el consumo de energía de los sistemas de vacío conectados. Este seguimiento se basa en el consumo de aire medido, que se calcula teniendo en cuenta la presión del sistema y el tamaño de la tobera. Los usuarios pueden fijar un valor de presión registrado de forma externa a través de los datos de proceso de IO-Link. Si este valor está disponible, el eyector puede medir el consumo de aire absoluto, además del porcentual.

Integración rápida

Con toda esta variedad de funciones, el usuario puede mantener la eficiencia en su instalación, evitar las paradas imprevistas de las máquinas y aumentar la disponibilidad de la instalación. Y es que, desde el momento en que se integra el terminal compacto en el entorno del sistema, IO-Link le ofrece importantes ventajas: Schmalz pone a disposición del usuario una gran cantidad de archivos de configuración IODD (IO Device Description) de IO-Link, que contienen información sobre la identificación, los parámetros del dispositivo, los datos de proceso y de diagnóstico y las propiedades de comunicación, entre otros. Asimismo, se facilita la sustitución de los dispositivos, ya que el protocolo de IO-Link incluye un sistema para la transferencia automática de datos. Cuando se cambia un dispositivo por uno nuevo del mismo tipo, el maestro guarda automáticamente los parámetros de ajuste del dispositivo antiguo en el dispositivo nuevo.

El terminal compacto SCPSi forma parte de la creciente gama de dispositivos de campo inteligentes. Sus datos de proceso y de estado hacen posibles los conceptos de Industrie 4.0. Los usuarios de benefician de una puesta en marcha rápida, de un funcionamiento fiable y de un menor riesgo de averías. Para equipar a la fábrica digital, además de eyectores compactos especiales, Schmalz también dispone de presostatos de vacío electrónicos VSi, que miden y supervisan las sobrepresiones y las depresiones en los sistemas de automatización y de manipulación, así como de garras especiales SNGi-AE y de generadores de vacío eléctricos ECBPi con IO-Link y NFC.

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