Blogs
Consideraciones clave para diseñar un sistema automatizado de banda transportadora eficiente
Resumen: Este blog explica cómo diseñar un sistema de banda transportadora automatizado eficiente utilizando prototipos digitales, controladores lógicos programables (Programmable Logic Controller, PLC), variadores de frecuencia (Variable Frequency Drives, VFD) y redes industriales para mejorar la eficiencia, reducir el tiempo de inactividad y respaldar operaciones escalables.
El propósito de una banda transportadora siempre ha sido mover artículos del punto A al punto B. Los trabajadores están acostumbrados al movimiento constante y es posible que no tengan en cuenta las capacidades del sistema de banda transportadora.
Los tiempos y la tecnología están evolucionando y los sistemas de banda transportadora automatizados de hoy en día ofrecen más capacidades. La automatización del sistema de banda transportadora ofrece eficiencia, sincronización de datos e integración sin inconvenientes, lo que mejora sus resultados.
La automatización del sistema de banda transportadora se refiere a la integración de bandas transportadoras con accionamientos, controles y redes industriales automatizados para transportar materiales de manera eficiente y consistente en toda la instalación. Al automatizar el movimiento, el enrutamiento y la sincronización, estos sistemas ayudan a reducir el manejo manual, minimizar el tiempo de inactividad y admitir operaciones escalables.
Adoptar el prototipado digital y la validación del diseño con MELSOFT Gemini
Su objetivo para su sistema de banda transportadora automatizado es claro, pero traducir su visión en lo que está instalado en su piso de fábrica no siempre es sencillo. Quiere equipos eficientes que puedan adaptarse y crecer con su empresa. También prefiere que los equipos sean sostenibles, con un mantenimiento mínimo para minimizar el tiempo de inactividad.
El modelado y el prototipado de la automatización del sistema de bandas transportadoras es esencial. Cuando lo diseña en un entorno virtual 3D, colabora con expertos para diseñar y construir el sistema perfecto para sus necesidades. Puede ver y corroborar la ubicación en un espacio digital, para que pueda visualizar cómo encaja y funciona dentro del área, todo incluso antes de que llegue. La simulación de línea 3D hace que los “resultados” sean visibles antes del lanzamiento, lo que garantiza el retorno de la inversión.
MELSOFT Gemini es un simulador 3D que muestra cómo el equipo se ajusta a su espacio, y cómo los componentes de la banda transportadora interactúan mecánica y lógicamente dentro del sistema. Admite la validación del diseño y la verificación de la disposición antes de instalar el equipo.
MELSOFT Gemini funciona de la siguiente manera:
- Se completa el diseño de una máquina en simulación 3D.
- Se agregan los diseños eléctricos y de control.
- Se depuran los programas de control virtualmente.
- Se completa el ensamblaje físico.
- Se realizan verificaciones de funcionamiento más cortas tanto en el lugar de trabajo virtual como en el sitio.
- Se realizan los ajustes finales en el sitio.
- La inspección final de prueba se completa una vez que el equipo se instala en el sitio.
Antes de la simulación 3D con Gemini, el proceso podía haber tomado más tiempo e implicar:
- Diseño de máquina
- Diseño eléctrico
- Diseño de control
- Montaje físico
- Depuración de programas de control en el ensamblaje físico
- Verificaciones de funcionamiento prolongadas en el sitio
- Ajustes y otras tareas de depuración según sea necesario
- Inspección de prueba
Gemini ayuda a los equipos a diseñar, validar y depurar sistemas de banda transportadora en una etapa temprana del ciclo de vida del proyecto. Esto permite refinar el diseño mecánico, las secuencias de movimiento y la lógica de control antes de la instalación, lo que reduce el tiempo de puesta en servicio en la planta de la fábrica.
Si bien la simulación 3D admite la validación mecánica y lógica, el rendimiento energético en el mundo real, el comportamiento de la carga y las estrategias de mantenimiento se evalúan utilizando datos operativos de accionamientos, motores y sistemas de control instalados.
Obtener control preciso y eficiencia energética
Los controladores lógicos programables (PLC) avanzados monitorean continuamente el funcionamiento del sistema y recopilan datos de diagnóstico. Cuando estos datos son utilizados por sistemas de análisis, visualización o mantenimiento de mayor nivel, pueden respaldar estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo.
Los PLC y VFD de Mitsubishi Electric producen datos operativos valiosos y continuos. Cuando se integran con plataformas adecuadas de monitoreo, análisis o control de supervisión y adquisición de datos (Supervisory Control And Data Acquisition, SCADA), estos datos pueden utilizarse para respaldar decisiones de mantenimiento preventivo y predictivo. ¿Por qué es importante esto? Si su banda transportadora se avería inesperadamente, la producción se detiene en seco. Pierde dinero cada segundo que está fuera de servicio.
El mantenimiento preventivo y predictivo depende de la visibilidad del comportamiento del equipo a lo largo del tiempo. Al monitorear tendencias como la vibración, la temperatura y las condiciones de carga, se pueden identificar potenciales problemas con anticipación, lo que permite programar el mantenimiento de manera proactiva en lugar de reaccionar ante fallas inesperadas.
Los diagnósticos integrados permiten detectar condiciones operativas que pueden indicar problemas en desarrollo, como los siguientes:
- Cargas excesivas o insuficientes del motor
- Aumento de las vibraciones
- Cambios repentinos de temperatura
La integración de diagnósticos con redes de automatización industrial, como CC-Link IE TSN, garantiza que todos los datos de mantenimiento estén marcados con fecha y hora, y sincronizados. Con fechas y horas exactas de cambios o actualizaciones, es más fácil rastrear el análisis de causa de origen (Root Cause Analysis, RCA) y determinar por qué algo salió mal. Cuanto más rápido se diagnostiquen los problemas, más rápido se realizarán las reparaciones o correcciones.
CC-Link IE TSN sirve como comunicador entre sus variadores, interfaces hombre-máquina (Human-Machine Interfaces, HMI), PLC y sensores. Es capaz de:
- Permitir comunicaciones críticas y no esenciales en una red
- Habilitar comunicaciones de control de alta velocidad y tráfico de TI en una red sin afectar el rendimiento
- Ofrecer una configuración fácil de usar con generación automática de parámetros y arquitectura de red
- Proporcionar aplicaciones de control del motor sincronizadas, de alta precisión y de alta velocidad
- Admitir topologías de red flexibles
Hacer coincidir la velocidad del motor con la carga de la banda transportadora
Hacer coincidir la velocidad de un motor con la carga de la banda transportadora reduce el consumo de energía en un margen significativo. Los VFD de Mitsubishi Electric ahorran dinero en comparación con los motores de velocidad fija. Lo hacen al ajustar el voltaje y la corriente en tiempo real, en función de la carga real. Los controles avanzados de excitación también:
- Eliminan el esfuerzo innecesario durante el arranque del sistema de banda transportadora.
- Aumentan la confiabilidad de su sistema de banda transportadora automatizado.
- Reducen el costo de propiedad.
- Apoyan los objetivos de sostenibilidad de su empresa.
Cuando la velocidad del motor coincide con la carga de la banda transportadora, también ayuda a prevenir problemas que pueden causar daños al producto o lesiones a los trabajadores, lo que le cuesta aún más dinero a su empresa.
Asegurarse de que la implementación física se realice a la perfección
Tradicionalmente, selecciona equipos, los instala en su planta, los pone en marcha por primera vez y luego determina qué ajustes se necesitan. A veces, el equipo no cumple con sus expectativas, dejándole con el deseo de haberlo probado antes de invertir. La simulación 3D lo hace posible.
Los ingenieros de Mitsubishi Electric utilizan Gemini para modelar el sistema de banda transportadora de su empresa en un espacio 3D. Cuando todo se planifica, analiza y ajusta cuidadosamente hasta que es perfecto, la implementación física se realiza sin problemas.
Estas pruebas verifican que la disposición de la banda transportadora, el comportamiento del movimiento y la lógica de control estén alineados con los requisitos de la aplicación previstos. Esta validación temprana ayuda a reducir el retrabajo y los cambios de diseño durante la puesta en servicio física.
Gemini ayuda a garantizar que la ubicación y el diseño de su sistema estén alineados con sus objetivos operativos para la automatización del sistema de banda transportadora. La selección de hardware y la optimización de energía se abordan durante la implementación del sistema mediante accionamientos, motores y estrategias de control adecuados que cumplen con requisitos operativos reales.
Asegurarse de que la automatización de su sistema de banda transportadora esté lista para el futuro
Prepararse para el futuro es más que contar con la última tecnología. No se trata de la última máquina o de la última actualización del software. Se trata más de tener equipos que evolucionen con las demandas del mercado y eviten volverse obsoletos.
Cuando su sistema de banda transportadora incluye inteligencia de automatización integrada, tiene la solución perfecta. Apunte a estos tres objetivos:
1. Construir con tecnología 3D
Es importante un diseño del sistema de banda transportadora automatizado con enfoque digital. Este diseño digital se convierte en una herramienta que puede usar repetidamente a lo largo de los años. Si necesita una nueva configuración, puede confiar en el prototipo virtual 3D para planificar, analizar e implementar los cambios necesarios.
2. Recopilar datos de su hardware y software
Recopile continuamente datos de su sistema de banda transportadora para garantizar que el mantenimiento se realice antes de una catástrofe. El seguimiento de vibraciones, cambios de temperatura, tirones y muchas otras características le alertan sobre problemas inminentes con las bandas transportadoras, los motores e incluso el propio software.
3. Usar una red ampliable y segura
El Internet de las cosas (Internet of Things, IoT) industrial, específicamente la red de su empresa, necesita mantener su planta en funcionamiento. Esto significa contar con datos cuando se completa el mantenimiento, garantizar que todos los mensajes, ya sean urgentes o no, lleguen al destino correcto y que su instalación funcione sin problemas todos los días.
Los ingenieros y el equipo de ventas de Mitsubishi Electric ofrecen lo mejor en automatización de sistemas de bandas transportadoras. Programe una consulta y dé el primer paso hacia la automatización de bandas transportadoras escalable y energéticamente eficiente.
