11 enero 2009

Máquinas con control centralizado o descentralizado

El control de las máquinas es una disciplina de ingeniería con grandes variaciones en función del tipo de aplicación. Entre las consideraciones más elementales a tener en cuenta destacamos decidir si el sistema de control es centralizado o descentralizado. Algunas aplicaciones necesitan la alta velocidad de un control centralizado, mientras que otras, especialmente los sistemas extensos, pueden beneficiarse de un sistema de control descentralizado. A partir de aquí entramos a discutir las cuestiones técnicas, como puede ser la rapidez del tiempo de reacción necesario, y cuantos puntos I/O son requeridos. Más allá de los requerimientos puramente técnicos, los clientes preguntan cada vez más por la eficiencia del sistema de programación del sistema de control. ¿Es fácil la instalación y configuración? ¿Cumple con las normas de programación, tal como la CEI 6-1131? Una solución de control de máquinas no solamente debe satisfacer las especificaciones técnicas, sino que también es fácil al usuario hacer su propia ingeniería, y hacerlo eficientemente e intuitivamente. Una recomendación importante en la dirección de los sistemas de control de ingeniería fácil es el uso de módulos prefabricados auto-contenidos durante la creación de los programas de control. Para cumplir esto, los constructores de máquinas están usando bloques de función del lenguaje de programación CEI 61131-3. Esto es especialmente importante en áreas de automatización de la fabricación, donde los bloques de función standard de PLCOpen se han probado exitosos. La organización define los bloques de función para movimientos simples y multi-ejes. También define los bloques de función del modelo de estado para transiciones entre tipos de movimiento y manejo de errores. La estructura consistente y flexibilidad del standard PLCOpen hace fácil que los usuarios creen programas de control de una forma concisa y rápida. Y la amplia adaptación de este standard permite usar sistemas de control de varios vendedores diferentes sin los costes prohibitivos del esfuerzo de formación. Consecuentemente, la dependencia del usuario en los vendedores únicos decrece.
CONMUTADORES DE LEVAS
Una aplicación común en el área de la ingeniería de fabricación es el seccionador de levas electrónico. Un seccionador de levas electrónico consta de levas electrónicas que activan o desactivan salidas digitales de acuerdo con un valor de medición de código rotatorio y sus respectivos ángulos de encendido y apagado. El rastreo de levas se crea de forma análoga a como se hace con su equivalente mecánico, asignando varias levas a una salida digital compartida. Los conmutadores de levas electrónicos tienen obvias ventajas sobre las soluciones mecánicas. Son fáciles de cambiar, y su configuración puede extenderse con poco esfuerzo. El mantenimiento también se reduce significativamente. Las aplicaciones de conmutadores electrónicos de levas son comunes en todas las áreas de construcción de máquinas. Se utilizan donde ciertas acciones dinámicas tienen que ser disparadas sincrónicamente con componentes mecánicos rotatorios, tales como los discos rotatorios. Estas aplicaciones se encuentran por ejemplo en impresoras, embalaje, fabricación, e industria de procesado de plástico.
MÓDULOS ETHERCAT
Con el objetivo de dar soporte a sus clientes con este tipo de aplicaciones, algunos fabricantes como ABB Stotz-Kontakt han creado una nueva generación de módulos de buses, el CI 511 y CI 512, para ser utilizados con su plataforma de PLC AC500. Estos nuevos módulos se basan en los protocolos de Ethernet capaces de trabajar en tiempo real y por ello permiten el control de conmutadores de levas descentralizados de una forma extremadamente rápida. EtherCAT fue elegido como protocolo de bus debido a su gran ancho de banda, procesado on-the-fly, y comunicación slave-to-slave. Estas capacidades ofrecen los mejores prerrequisitos para seccionadores de levas altamente dinámicos. ABB Stotz-Kontak tiene también acopladores que soportan comunicación PROFINET, CI 501 y CI 502. Están destinados a aplicaciones que ponen su enfoque en el soporte de topologías flexibles y complejas y no dependen de la optimización de acopladores de buses para las operaciones de conmutación dinámica. Implementan la comunicación de Ethernet standard. Los seccionadores de levas descentralizados dependen de muy altos requerimientos concernientes al tiempo de reacción de los acopladores de bus, por lo que los módulos de bus EtherCAT CI 511 y CI 512 son las opciones preferidas para implementar estos tipos de seccionadores.
INGENIERÍA CENTRAL
A pesar de la posibilidad de un gran número de módulos de buses, la parametrización de los seccionadores de levas puede conducirse centralmente de una forma simple y concisa. La ingeniería de la red del seccionador de levas completo ocurre en un solo lugar – en el ambiente de programación del PLC AC500. La agrupación de múltiples levas se lleva a cabo en un editor gráfico que se usa para la parametrización de los módulos del bus. Asimismo, la network del seccionador de levas descentralizado se configura en un lugar central y de aquí combina la alta exactitud y dinámica de un sistema descentralizado pero con la eficiencia de un sistema centralizado.
Bibliografía: Choosing a machine control architecture. Control engineering November 2008 Palabras clave: Manufacturing automation, motion control
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