Grandes avances hacia el futuro digital

Digitalización e inteligencia artificial optimizan las plantas de proceso.

 

La digitalización y la inteligencia artificial son megatendencias que ofrecen ahora la posibilidad de ahorro en todas las fases del ciclo de vida de una planta en cuanto a automatización de procesos.

Al igual que un teléfono inteligente que ofrece distintas funciones en una plataforma de hardware estandarizada utilizando apps, Festo incorporó el concepto de separar hardware y software de usuario en su Motion Terminal VTEM, donde las así llamadas Motion Apps permiten la implementación de 50 aplicaciones neumáticas diferentes en VTEM.

Esto elimina la contradicción entre estandarización y flexibilidad. VTEM combina un sistema mecánico, electrónica y software. Las terminales de válvulas utilizan piezotecnología como base y están equipadas con sensores adicionales.

Apps como la que se utiliza para detectar la posición final en válvulas de proceso on/off eliminan la necesidad de componentes adicionales, tales como límites de carrera. Otros ejemplos son las apps ‘ECO drive’ y ‘Diagnóstico de fugas’.

 

Tableros de control de Festo en automatización de procesos. Permiten detectar irregularidades en una etapa temprana e iniciar las medidas necesarias antes de que se produzca una falla del sistema.

 

App reduce el consumo de aire comprimido en hasta un 50%

En muchos casos se incluye una generosa reserva de seguridad a la hora de dimensionar actuadores neumáticos para una planta. Como resultado, la mayoría de los actuadores tienen más torque y fuerza que lo necesario para la carrera real de trabajo y esto se nota particularmente en el consumo de aire comprimido en plantas con operación continua.

La Motion App ‘ECO drive’ puede recortar el mayor consumo de aire comprimido causado por el factor de seguridad y el tamaño del actuador, además de reducir la presión en el actuador al mínimo requerido para la aplicación. La experiencia ha mostrado que se puede llegar a ahorros de energía de hasta 50%.

  

App para diagnosticar fugas

La Motion App ‘Diagnóstico de fugas’ permite detectar fugas sin interrumpir la producción, lo cual ahorra tiempo y dinero. Las fugas en el sistema de aire comprimido pueden ser detectadas y localizadas en actuadores específicos durante ciclos de diagnóstico separados. De esta manera, valores de umbral predefinidos permiten la implementación de un mantenimiento preciso y preventivo. Ya no se necesita la laboriosa resolución de problemas en redes extendidas de aire comprimido. El personal de mantenimiento puede comenzar de inmediato su trabajo para eliminar las fugas.

 

Actuadores con unidades de control descentralizadas. Tener el posicionador funcionando en una unidad de control descentralizada, es decir, no directamente en el actuador, abre nuevos horizontes hasta incluso usar inteligencia artificial.

 

Tableros de control

Hoy en día es posible detectar irregularidades en una etapa temprana e iniciar las medidas necesarias antes de que se produzca una falla del sistema utilizando tableros de control y el gateway IoT CPX-IOT de Festo. Estos tableros de control preconfigurados y llave en mano no necesitan programación ni instalación adicional de software. Los datos mejoran la transparencia operativa para gerentes y operadores de producción.

El procesamiento adicional y el análisis a largo plazo de los datos se realizan en la nube. Los tableros de control permiten visualizar la información recolectada. Este contexto de visualización y procesamiento de datos se traduce en una mayor productividad gracias a una mejor utilización, menores costos por una mayor eficiencia energética y menos paradas a consecuencia de amplios diagnósticos, monitoreo de condiciones y mejor mantenimiento. Los operadores de planta pueden comparar los sistemas de control de procesos de sus plantas e identificar potenciales ahorros de energía. Los datos se pueden pedir en cualquier momento.

 

Control de actuadores neumáticos con inteligencia artificial

La posibilidad de tener el posicionador funcionando en una unidad de control descentralizada, es decir no directamente en el actuador, abre nuevos horizontes para la inteligencia artificial. Esto comienza con la automatización descentralizada de plantas modulares. Utilizando el concepto MTP (Module Type Package) de ZVEI/NAMUR, es posible visualizar fácilmente un módulo en sistemas de control de nivel superior y establecer la comunicación con un mínimo costo adicional.

El siguiente paso es la implementación descentralizada de algoritmos de machine learning en el borde, en otras palabras, en la etapa específica de producción a monitorear. El monitoreo descentralizado de las características del actuador, tales como presión en las cámaras del actuador, velocidades de carrera y su correlación en el tiempo, no sólo permite analizar los parámetros del propio actuador, sino también detectar anomalías en el proceso técnico.

Esta es la base de los conceptos de mantenimiento predictivo y del análisis de datos a la hora de optimizar el proceso de producción. La inteligencia artificial en el módulo controlador detecta todas las anomalías sin necesidad de programación adicional.

Los algoritmos son enseñados a partir de una base de datos que representa la producción normal, lo que les permite detectar de manera independiente desviaciones en el proceso de producción o en el desempeño de los actuadores. Con esto, los operadores de planta podrán detectar problemas a tiempo y evitar las paradas no programadas de planta causadas por un mal funcionamiento.

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