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Ubicación:
Bremen (Alemania)
Sector:
Procesamiento de plásticos para la industria alimentaria
Aplicación:
Sistema de pórtico XYZ
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Más información sobre Ilsemann Automation:
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Con movimientos altamente dinámicos, los accionamientos del pórtico aceleran grandes masas. Al hacerlo, sus servomotores transforman grandes cantidades de energía, que regresan al sistema de accionamiento a través del efecto regenerativo durante el freno.
En este caso, la tecnología de accionamiento y automatización de SEW-EURODRIVE garantiza una gestión de carga altamente eficiente y asegura el suministro de energía a los servoaccionamientos, incluso ante fluctuaciones de la red eléctrica. Además, los clientes de Ilsemann del sector de alimentos se benefician de menores costos de energía, uso de la red eléctrica y tecnología de suministro.
Debemos asegurarnos de que nuestro sistema no entre en colisión con el costoso molde de inyección, incluso en caso de un fallo de red.Cita de Gerhard Kropp, jefe de diseño de ingeniería eléctrica en Ilsemann-Automation
Con nuestra Power and Energy Solution, o PES, nuestros clientes pueden garantizar la seguridad operativa y la disponibilidad de sus instalaciones, además de ahorrar costos significativos en energía y material de instalación.Cita de Torben Uebel, ingeniero de ventas de automatización de maquinaria en SEW-EURODRIVE
Los conocemos como envases de yogur en la mesa del desayuno o como vasos rojos de las películas universitarias estadounidenses: vasos de plástico de pared delgada. En la industria alimentaria se utilizan por millones. Estos vasos se fabrican mediante el proceso de moldeo por inyección. En este contexto, los altos volúmenes de producción y las altas velocidades de fabricación, típicos de la industria alimentaria, plantean enormes requisitos en cuanto a productividad, eficiencia y disponibilidad. La tecnología de extracción que retira los vasos de plástico terminados de la máquina de moldeo por inyección también debe cumplir con estos criterios.
Ilsemann Automation, una empresa de Bremen especializada en cinemática robótica que opera a nivel mundial, desarrolló para esta tarea un nuevo portal XYZ con servoaccionamientos multieje. Gracias a movimientos hacia adelante y hacia atrás altamente dinámicos, el sistema de accionamiento del robot de extracción garantiza un ritmo de producción muy elevado.
La gestión de la carga representó un desafío especial para los desarrolladores. Su objetivo era garantizar que la ingeniería de accionamiento realizara los movimientos que consumen mucha energía de la manera más eficiente posible. Y no solo en condiciones ideales, sino también cuando el suministro de energía no se mantiene constante. Por ejemplo, ante fluctuaciones de tensión o incluso ante un corte de corriente debido a una falla total de la red.
Para esta tarea tan complicada, Ilsemann incorporó a un socio de ingeniería: nuestros especialistas en accionamientos de SEW-EURODRIVE y Power and Energy Solutions (PES). En gran parte porque, como empresa con presencia global, podemos garantizar el soporte para los clientes de Ilsemann en todos los continentes. Es posible que también haya influido el Premio Ambiental del estado de Baden-Württemberg otorgado a nuestra gestión inteligente de potencia y energía.
Los «músculos» del sistema de pórtico de Bremen para la industria alimentaria consisten en los servomotores para los accionamientos del pórtico, así como otros servoaccionamientos para ejes giratorios, abatibles y de apoyo, los cuales están dispuestos en una red de circuitos intermedios de corriente continua. Una alimentación central de la serie MDP92A se encarga del suministro de energía a los servomotores, mientras que siete controladores de accionamiento MOVIDRIVE®®—actúan, por así decirlo, como un «sistema nervioso»— se encargan del control de lazo cerrado.
Para alcanzar la alta velocidad de producción en el procesamiento de plásticos, los servomotores del pórtico aceleran grandes masas muy rápidamente —y las frenan prácticamente de inmediato—. Con esta alta dinámica, el consumo de energía es considerable, pero gracias al efecto regenerativo durante el proceso de frenado, el sistema de accionamiento recupera una gran parte de la energía utilizada. Aquí es donde entra en juego nuestra solución para la gestión de la carga. En colaboración con Ilsemann, integramos uncondensador de placas EMK de la serie MOVI-DPS®—; en el sistema de CC. Electrónicamente, se ubica entre la unidad de alimentación y los controladores del accionamiento.
En lugar de disipar la energía de frenado liberada a través de resistencias, el módulo condensador absorbe la energía de los servoaccionamientos para devolverla a los accionamientos durante la aceleración. Esta configuración tiene dos enormes ventajas que le dan a Ilsemann una ventaja competitiva: mayor seguridad operativa y un ahorro significativo de costos gracias a una mayor eficiencia energética y la limitación de los picos de carga.
Durante el proceso de extracción, la unidad de manipulación interviene directamente en el espacio de trabajo de la máquina de moldeo por inyección de plástico. Hasta que la máquina se vuelva a cerrar, solo dispone de un margen de tiempo extremadamente corto: En solo 0,7 segundos, el pórtico retira el vaso terminadopara luego apilarlo en una cinta transportadora de salida. Si se producen fluctuaciones de tensión durante el proceso de extracción, aumenta el riesgo de que los servoaccionamientos no puedan detener el movimiento a tiempo. En resumen: la unidad de manipulación choca contra el molde de inyección. Se produce un daño sumamente costoso, que aumenta con cada minuto debido a las pérdidas de producción.
Esto no ocurre con el condensador de placas EMK. Desde su búfer de almacenamiento, alimenta el sistema de corriente continua (CC) de los motores. De esta manera, compensade manera seguracualquier fluctuación de la red eléctrica que se presente , incluso hasta una interrupción total del suministro de energía. Esto es posible gracias a la capacitancia de la unidad de almacenamiento. Está diseñada de tal manera que la unidad de manipulación pueda completar el ciclo de trabajo en curso en cualquier caso. De esta forma,se descarta por completo una colisión con el costoso molde de inyección. Una clara ventaja para la seguridad del suministro y de operación de los clientes de Ilsemann.
Además, el sistema de gestión de carga de SEW-EURODRIVE ofrece ventajas significativas en cuanto al consumo de energía: las mediciones confirman que el pórtico tiene un consumo de energía reducido a la mitad. La razón radica en la eficiencia del diseño: el condensador actúa como una batería que proporciona un boost a los motores durante la aceleración. Y lo hace con un rendimiento tan alto que no es necesario disipar energía cinética a través del valor de la resistencia de frenado.
Sin embargo, el menor consumo de energía y el funcionamiento seguro no son las únicas ventajas para los clientes de Ilsemann. Además, obtienen un enorme potencial de ahorro gracias a la limitación de los picos de carga, que el portal compensa mediante el almacenamiento intermedio dentro del sistema. Una gran ventaja cuando se trata de las tarifas de uso de la red. Las picos de carga extraordinarios hacen que estas tarifas alcancen niveles vertiginosos en cuestión de minutos.
A continuación, un ejemplo de cálculo para una empresa que consume más de 2,500 horas al año a 120 euros por kilovatio: Si el consumo de potencia aumenta en 100 kilovatios en un lapso de 15 minutos —por ejemplo, debido a un pico de carga—, se generan costos por 12 000 euros. Un problema que la configuración de SEW-EURODRIVE en el portal de Ilsemann elimina de manera efectiva.
Otro efecto positivo se observa en la instalación de suministro. Dado que el portal atiende los picos de carga mediante la memoria, la infraestructura de suministro solo tiene que seguir suministrando de manera constante. De este modo, se puedediseñar de manera mucho más sencilla y eficiente.
Así ocurrió en un primer proyecto con un cliente: la carga máxima se redujo con el nuevo pórtico Ilsemann de los 52 kilovatios anteriores aapenas seis kilovatios. De este modo, también se pudieron secciones de conexión del suministro de 16 a 2,5 milímetros cuadrados. Este efecto positivo se ve reforzado aún más por la eliminación del suministro de corriente ininterrumpido(UPS). En resumen, la instalación resulta así mucho más sencilla, ocupa menos espacio y es más económica.
En combinación con una mayor seguridad operativa y eficiencia energética,el concepto energético de SEW-EURODRIVE le brinda a Ilsemann Automation una ventaja que la empresa de Bremen ahora puede aprovechar a nivel mundial en el sector de la industria alimentaria.