MOTION CONTROL Soluciones y tendencias

Cuando hablamos de Motion Control, tratamos temas muy variados desde producto puro y duro cómo puede ser un motor o un convertidor frecuencia a soluciones completas en el campo de la máquina herramienta o de las grúas.

Dentro del concepto Motion Control caben muchos y diferentes productos (Convertidores de frecuencia, servomotores y motorreductores) y diferentes segmentos en lo referente a movimiento continuo y discontinuo. Podemos hablar desde una pequeña bomba para un regadío, pasando por un gran proyecto de una desaladora o soluciones altamente tecnológicas en fabricantes de maquinaria. Pero lo que es realmente clave es integrarlo todo dentro de una oferta que incluya: automatización y digitalización.

En los últimos años las soluciones que aúnan la electrónica y la mecánica con convertidores de frecuencia han ido tomando cada vez un papel más importante dentro de la industria, como elementos capaces no solo de gestionar un motor eléctrico sino también capaces de tomar decisiones y actuar de manera conjunta con la automatización. Dando valor añadido a la solución en términos de precisión, control, mantenimiento y eficiencia.

Por tanto, cuando hablamos de Motion Control lo hacemos de un amplio abanico de soluciones, pues los accionamientos eléctricos están presentes en todos los sectores de la industria. Podríamos atender desde aplicaciones muy sencillas en el ámbito residencial como podría ser una pequeña ventilación en una extracción de humos, pasando por el ámbito de la infraestructura dando soluciones para bombeos o agitadores en una estación de depuradoras o la ventilación de un túnel, pero de igual manera podríamos participar en un almacén automático para la industria logística o por supuesto dentro de las líneas de producción del sector del automóvil, y de igual manera participar en una máquina para el sector de alimentación o de farma o química. Podríamos atender soluciones para la propulsión eléctrica de un barco o trabajar para soluciones dentro de la industria del acero, la minería o máquinas para la industria de papel…

¿Cuál es el estado actual del mercado?

En este sentido, no podemos dejar de hablar de la crisis sanitaria que lamentablemente todos hemos sufrido y seguimos sufriendo y que supone un impacto en el negocio de los fabricantes y en él de nuestros clientes. Aquí los fabricantes con herramientas de digitalización, automatización y con porfolios amplios que permiten acometer proyectos muy diversos han tenido muchas más oportunidades. Sirva como ejemplo fabricantes de la industria clásica que se han adaptado de forma muy rápida a fabricar productos sanitarios.

De cara al futuro creemos que se abren oportunidades en industrias muy diversas, está claro que el sector de la intralogística va a crecer en los próximos años, ya venía haciéndolo, pero a raíz de la crisis sanitaria el desarrollo del e-comerce y de los centros logísticos ha sido exponencial y ha venido para quedarse. Otros mercados que van a crecer son por supuesto el de farma, el de alimentación e infraestructuras.

Los pilares para ofrecer un valor diferencial en todos esos proyectos futuros son la digitalización y la eficiencia.

Lo que hemos podido ver en las ultimas noticias que nos ofrecen los medios de comunicación y las consultoras especializadas es que los fondos de recuperación que vamos a empezar a recibir en España a partir esperemos de este año, estarán enfocados según los últimos datos, de la siguiente manera, alrededor de un 37% en la agenda verde y un 33% en transformación digital.

Está claro que dentro de esos proyectos habrá mucha diversidad, pero los accionamientos eléctricos y las soluciones Motion tendrán un papel importante en algunos de ellos.

En cuanto a eficiencia energética  aproximadamente un 70% del consumo eléctrico dentro de la industria es debido a accionamientos industriales, y de ese 70% casi un 75% son aplicaciones de bombeo, ventilación y compresores, que al ser aplicaciones de par cuadrático en donde no siempre es necesario operar  al 100% de la carga el uso de convertidores de frecuencia se vuelve clave en cuanto ahorros potenciales, pudiéndose llegar a ahorros de casi el 60% en función de los ciclos de trabajo de la aplicación, por tanto la implantación de convertidores de frecuencia para este tipo de proyectos tienen una justificación clara. Pero no solo en este tipo de aplicaciones también en cintas transportadoras, que en principio trabajan en par constante, se pueden llegar a tener ahorros significativos usando soluciones de motores de reluctancia en combinación con convertidor de frecuencia, llegando a grados de eficiencia superiores a IE4.

En digitalización la oferta en el campo de los accionamientos es cada vez más amplia, con soluciones de conectividad como el SINAMICS CONNECT o el SIMOTICS CONNECT que nos permiten volcar de una manera muy sencilla datos de nuestros accionamientos a la nube, siempre teniendo en cuenta la ciberseguridad. De manera posterior dichos datos son tratados con aplicaciones dedicadas como Analyze my drives en nuestro entorno Mindsphere que nos permiten hacer mantenimientos predictivos e incluso controlar consumos para hacer nuestra instalación más eficiente. Este es el presente, pero un futuro cercano veremos soluciones Edge para los accionamientos que nos permitirán tener una “foto en alta resolución” de lo que está sucediendo en nuestra máquina para llevar el análisis a otro nivel. Por último, el otro foco de los accionamientos en cuanto a digitalización es la virtualización de estos que enlaza con la solución de gemelo digital con los consecuentes beneficios en cuanto a disminuir el time-to market, evitar errores en la puesta marcha, evitar inversiones en prototipos y acometer soluciones sin miedo a cometer errores.

TENDENCIAS de motion

Digitalización

Como hemos comentado con anterioridad en la industria y por tanto también en las soluciones de Motion Control es fundamental la digitalización. Las ventajas que aporta la digitalización en los variadores es la mayor disponibilidad, mantenimiento más sencillo, aumento de la productividad y de la eficiencia.

La gran cantidad de datos de las que podemos disponer en las máquinas nos debe permitir analizar los comportamientos operativos para de una manera sencilla estar informados de en qué condiciones se encuentran nuestros accionamientos y de ese modo tener los inputs necesarios para optimizar nuestra producción y disponibilidad.

Pero la digitalización no solo atañe a la conectividad de igual manera es importante facilitar la integración herramientas de virtualización tanto del hardware como de la puesta en marcha virtual, para testar nuestras máquinas o instalaciones en el mundo virtual y de ese modo evitar errores y reducir el “time to market”.

Soluciones de Sistema

Cuando nos encontramos ante una aplicación no debemos pensar en elementos aislados, como venimos repitiendo a lo largo del artículo, lo importante es la aplicación o la industria.

Por tanto, cuando un cliente nos demande una solución Motion, deberíamos ofrecerle una solución que tenga en cuenta todo el tren de accionamiento considerando el motor/servo los acoplamientos y las reductoras para dar la solución mecánicamente óptima. Y por otro lado debemos pensar que tareas de control de movimiento vamos a realizar para combinar nuestro variador con el sistema de automatización correcto para que el control de nuestra aplicación sea también optimo, de esa manera reduciremos los tiempos de reacción y haremos la máquina o el sistema de nuestro cliente mucho más productivo.

En ese proceso de buscar la solución idónea para nuestro cliente es muy importante también el tipo de comunicación que usemos y en ese sentido buses de campo como Profinet nos aportan seguridad y rapidez.

Ejemplos de la industria

Un ejemplo de esta rápida adaptación en fabricantes de maquinaria es la empresa alemana Schott & Meissner que es líder en la fabricación de máquinas de tratamiento térmico y uniones térmicas. Este fabricante desarrolla soluciones customizadas para sus clientes, por lo que la rapidez y la adaptabilidad son claves.

Ante la crisis sanitaria en Schott & Meissner fueron capaces de adaptar rápidamente su modelo productivo y pudieron completar en un muy corto espacio de tiempo el desarrollo de máquinas para fabricar mascarillas de protección FPP1 y FPP2.

Otro de los conceptos que hemos comentado es la solución de sistema y de igual modo la solución de Schott & Meissner es un claro ejemplo pues en esta máquina integra el controlador SIMATIC T-CPU 1516 TF-3 PN, varios SINAMICS S210 con acoplamiento del bus de continua, servomotores 1FK2, fuentes de alimentación SITOP y periferia ET200SP I/O incluyendo TM Timer DI/DQ.

Las herramientas de automatización y la adaptabilidad que aporta la digitalización permitieron a este fabricante tener disponibles las máquinas en producción en menos de 4 meses y la productividad de la máquina alcanza las 60 mascarillas por minuto.

Alberto Vegas Menchero

Responsable de General Motion Control Siemens España

Págs. 51 a 53