31 mayo 2010

Sistemas de sensores inteligentes para alta eficiencia energética

Los sistemas y máquinas sin sensores no son apenas concebibles hoy en día. Los sensores dan garantías de seguridad, alto nivel de eficiencia y por lo tanto se incrementa la competitividad. .
Ejemplos desde el mundo de las energías renovables nos pueden mostrar cómo los sistemas de sensores inteligentes pueden ayudar a alcanzar ese objetivo. .
Un sistema de turbinas eólicas consiste principalmente en una góndola, sobre la cual se monta un rotor con tres aspas. Cuando el viento sopla, el rotor gira y hace que un generador produzca electricidad. Detrás de esta escena un sistema de turbina eólica moderna es un producto de alta tecnología, apoyado por componentes inteligentes tales como los sistemas de sensores. .
Rotando alrededor de su propio eje, el sistema de ajuste de la inclinación se usa para posicionar las aspas del rotor en la posición ideal en relación al viento. Cuando el viento gira con fuerza, las aspas tienen que rotarse fuera del viento, ya que las tensiones que se imponen al sistema de turbina son demasiado altas y las condiciones del flujo en las aspas son desfavorables. Cuando la fuerza del viento es baja, las aspas rotan hacia el viento de forma que se obtiene más energía. Para alcanzar la mayor eficiencia posible, los ajustes se llevan a cabo de forma muy exacta. Se requiere por tanto el uso de sistemas de sensores de precisión, para lo cual se usan sensores rotatorios. Cuando se mueven las aspas, los sensores rotatorios miden la orientación de la corriente del aspa. El rango del ángulo del aspa del rotor en el que el sistema de turbina eólica opera ópticamente a una resistencia eólica específica es estrecha. Los requerimientos de exactitud para los sensores instalados son en consecuencia altos. .
Además de la señal de ángulo pura, los sistemas de sensores modernos son capaces de producir señales de conmutación adicionales que indican por ejemplo posición final. En el caso de aspas de rotor, éstas son usualmente 0 ºC, 90 ºC y las posiciones de calibración. Estas señales pueden llevarse vía interface de bus de campo dentro del marco del protocolo del bus o, clásicamente, vía contactos de conmutación. .
Los microcontroladores de alto rendimiento no son ahora caros así que pueden usarse en sensores sin elevaciones en el precio. Gracias al diseño de sistemas de sensores redundantes y firmware que cumple los requerimientos de seguridad de la corriente, los sensores rotatorios chequean e informan sobre el sistema de control cuando algo no es correcto. Los sensores modernos son capaces de recibir actualizaciones de firmware vía PC. Dentro de unos límites, pueden preprogramarse sin ni siquiera quitarse. .
Los sensores rotatorios se utilizan también en el eje del rotor para determinar la velocidad rotacional y la posición del rotor. La velocidad rotacional es una variable de rendimiento esencial para el ajuste de la inclinación descrita anteriormente. .
Bibliografía: Intelligent sensor systems for high energy efficiency. Power motion April 2010. Palabras clave: Rotary sensor
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