Sistema de Control y Movimiento: Presión y Rapidez

Por Kathya Santoyo
InTech México Automatización,
Edición Enero – Marzo 2011.

INTRODUCCIÓN

El movimiento es una variable fundamental en la resolución de retos de manera rápida y a bajo costo, tanto en automatización como en el ámbito científico, médico y en la industria en general.

Los sistemas de producción utilizados en la actualidad deben ser capaces de controlar y coordinar variables como velocidad, posición y aceleración en diversos ejes de los motores, a fin de realizar tareas específicas; para lograr esto, hasta antes de la aparición de la mecatrónica se valían de engranajes, levas mecánicas y manivelas, sin embargo dicha estructura trae como consecuencia un desgaste mecánico al existir fricción entre piezas, aunado a otros factores como temperatura y resistencia.

Es así que a fin de reducir la necesidad de brindar mantenimiento, lubricación y cambio de piezas a los mecanismos, se evolucionó hacia controladores y accionamientos de motores que operan de manera electrónica y sustituyen las piezas mecánicas, con lo que se alcanza mejores resultados y un manejo optimizado de los procesos.

El control de movimiento se basa en esta tecnología para describir rangos de aplicaciones que requieren distintos grados de precisión en aquellos casos que implican actividad. Estos son útiles en toda industria; no obstante, en México se encuentran con mayor frecuencia en empaquetadoras, paletizadoras y bandas transportadoras para los sectores de alimentos, bebidas, metal en corte o bobinado de cable, por mencionar algunos.

PARA ESTABLECER EL SCM

De acuerdo con Arlette Barrón, ingeniero de producto de SIMATIC para Siemens, a fin de configurar un sistema de control de movimiento (SCM), en primer instancia se requiere seleccionar aquellos motores que realizarán la tarea asignada, ya sea un propulsor síncrono que permita control de posición o uno asíncrono o de inducción como el conocido “jaula de ardilla”. De igual modo, afirmó que se deben definir los codificadores que proporcionarán la posición de los ejes, para posteriormente seleccionar un drive o accionamiento adecuado que brinde el voltaje controlado que los servomotores requieren. Estos deben poseer algún protocolo de comunicación que permita crear una interface entre el control de mando y los accionamientos.

TENDENCIAS

En cuanto a nuevas soluciones en el mercado, destaca el Sinamics S120 de Siemens, que es uno de los accionamientos más modernos, pues cuenta con protocolos Profibus DP y Profinet para comunicarse con el resto del proceso, adicionalmente, su tecnología interna agrega eficiencia al control de motores.

“Dependiendo de las preferencias de programación del usuario, la complejidad de la tarea y el número de ejes a manipular, se debe elegir un controlador principal que haga los cálculos necesarios para interpolación de ejes y que permita a su vez hacer la tarea de una leva o un engrane electrónico”, comentó la Ing. Barrón. Para esto, es posible elegir entre un CPU o PLC 1200 para controlar hasta 2 ejes, un PLC 300 con un módulo de función de posicionamiento para control de un eje, un PLC Tecnológico 31x-T con capacidad de hasta 32 ejes eléctricos o hidráulicos e integración en un sólo hardware de un PLC estándar y un PLC de control de movimiento.

La programación de este último se basa en diagramas de bloques lógicos y escalera en Step7; de tal manera, pone al alcance de los programadores la habilidad de realizar tareas de control de movimiento de forma sencilla.

Por otro lado, para tareas de más de 32 ejes o aquellas que requieren precisión milimétrica, el controlador SIMOTION de Siemens es una opción que les responde a los distintos requerimientos de la industria a través de una amplia gama de plataformas como la SIMOTION C, SIMOTION P y SIMOTION D.

AL FUTURO

Los esfuerzos de los desarrolladores se han  conocido en últimas fechas en la implementación de nuevas alternativas que simplifican los procesos dentro de la industria con el objetivo de responder a la evaluación del mercado de acuerdo a las necesidades del mismo

Es así que se trabaja  continuamente en investigación y avance de tecnologías en el ramo de movimiento para crear posibilidades de comunicación y versiones de software novedosos para facilitar las tareas de los ingenieros.

Ejemplo de lo anterior es el controlador PLC 317-TF de Siemens, mismo que integra en un sólo hardware un PLC estándar, uno de control de movimiento y otro de seguridad, además, maneja comunicación de seguridad por medio de un bus único. Dicho producto deriva de las necesidades que tiene las industrias de apagarse a las regularizaciones internacionales, además de verla por la seguridad de sus trabajadores.

“Dependiendo de las preferencias de programación del usuario, la complejidad de la tarea y el número de ejes a manipular, se debe elegir un controlador principal que haga los cálculos necesarios para interpolación de ejes y que permita a su vez hacer la tarea de una leva o un engrane electrónico”

De igual modo, en próximas fechas se lanzaran controladores multi-eje basaos en drive, que ofrecen un desempeño optimizado de PLC y control de movimiento; Mayor número de ejes y de programas de usuarios; menores tiempo de ciclo, procesamiento más rápido de entradas y salidas digitales e integradas, aumento en memoria RAM y retentiva, mayor número de puertos de comunicación integrados (PROFINET) y mejor desempeño funcional.

Finalmente, la Ing. Barrón comento que en el mercado mexicano guarda un fin potencial en cuanto a sistemas de control de movimiento, sin embargo es un rubro que se considera de alta complejidad o es desconocido, por ello, se trabaja en la capacitación de integradores a fin de mostrar que cada vez es más sencillo llevar a cabo este tipo de proyectos, puesto que día a día se desarrollan herramientas de hardware y software que facilitan la implementación e integración de proyectos en México, buscando además impulsar el uso de soluciones nacionales antes de adquirirlas de otros países.

“El hardware y Software ayudan a simplificar los procesos que involucran movimiento, al tiempo que integra las soluciones en administración de datos y visión. El control de movimiento permite establecer posiciones precisas y una sincronización de acuerdo a velocidad, aceleración y desaceleración, además de cargas y condiciones dinámicas.”

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