Sistemas de sensores inteligentes para alta eficiencia energética

El diseño de máquinas sin sensores ya no se concibe hoy en día, pues utilizándolos conseguimos garantizar la seguridad, un alto nivel de eficiencia y por lo tanto una mayor competitividad.

Ejemplos del mundo de las energías renovables pueden mostrar cómo los sistemas de sensores inteligentes ayudan a lograr este objetivo.

Un sistema de turbina eólica se compone fundamentalmente de un mástil con una góndola, en el que se monta un rotor con tres palas.  Cuando el viento sopla, el rotor gira e impulsa un generador de electricidad.  El sistema en sí es sencillo pero detrás de esta escena un sistema de aerogeneradores modernos es un producto de alta tecnología, lleno de componentes inteligentes, tales como los sistemas de sensores.

Al girar sobre su propio eje, se utiliza un sistema de ajuste para establecer las palas del rotor en la posición ideal en relación con el viento.  En los periodos con vientos superiores intensos, las aspas tienen que girarse para protegerlas del viento;  ya que la tensión en el sistema de la turbina es demasiado alta y las condiciones de flujo en las aspas  se vuelven desfavorables.  En los puntos en los que baja la velocidad del viento, se rotan hacia el viento para obtener más energía.  Con el fin de lograr el más alto nivel posible de eficiencia, los ajustes tienen que ser llevados a cabo con gran precisión.  El uso de sistemas de sensores de precisión es por tanto necesario.  Cuando las palas del rotor se mueven, los sensores rotatorios miden  la orientación actual de la hoja.  El rango del ángulo del rotor y las aspas en las que el sistema funciona de manera óptima para aprovechar la fuerza del viento es estrecho. Los requisitos de precisión realizados en los sensores instalados es en consecuencia de alto.

Además de la señal de ángulos de puros, los modernos sistemas de sensores son capaces de apagar las señales de conmutación  que indican por ejemplo  las posiciones finales.  En el caso de las palas del rotor, estos suelen ser 0 °, 90 ° y las posiciones de calibración.  Esto puede llevarse a cabo a través de una interfaz de bus de campo en el marco del protocolo de bus o, clásicamente, a través de conmutación de los contactos.

Los  microcontroladores de alto rendimiento son tan baratos que se pueden utilizar en sensores sin que el precio se eleve.  Gracias al diseño de sensores redundantes y el firmware que cumple con los requisitos de seguridad (SIL),  el propio sensor informa al sistema de control cuando algo no está bien.  Los sensores modernos son capaces de recibir actualizaciones de firmware a través de un PC.  Por lo tanto,  dentro de ciertos límites, pueden ser reprogramadas, sin siquiera sacarlos.

Estos ejemplos del campo de la energía eólica demuestran la importancia de los sistemas de sensores inteligentes en las máquinas y los sistemas se han vuelto a hacer estas eficientes y competitivos tanto.  Su ausencia es ahora inconcebible.

Bibliografía: Intelligent sensor systems for high energy. IEN April 2010