Actualizaciones en sensores y actuadores están mejorando la productividad de los equipos de envasado

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IO-Link es un revolucionario, sensor y actuador estándar y económico que puede mejorar la flexibilidad, las capacidades y la productividad de las máquinas de envase, tanto nuevas como usadas, imponiendo poca carga adicional a los operarios o al personal de mantenimiento. De hecho, les facilita su trabajo.

IO-Link se basa en la primera norma internacional para la tecnología IO IEC 61131-9, que detalla las especificaciones técnicas que los fabricantes deben cumplir para poder anunciar que sus sensores y actuadores son compatibles con IO-Link. Hoy en día se encuentran en uso millones de sensores y actuadores habilitados con IO-Link. Los siguientes tres ejemplos de aplicaciones en la empacadora de cajas Edson, impulsada por Pro Mach, destacan la¿'09876541| manera como IO-Link puede mejorar la productividad en términos de:

  • Eficiencia del equipo
  • Diagnósticos más exhaustivos de los equipos
  • Mayor tiempo de actividad
  • Eliminación de la configuración manual de los sensores y actuadores
  • Precisión en el manejo de los envases

Capacidades ampliadas

Durante muchos años, las empacadoras de cajas de Edson han utilizado etiquetas de identificación por radiofrecuencia (RFID) en las piezas de cambio. Los lectores de rótulos montados en la máquina verificaban que la pieza de cambio correcta estuviera en posición para una próxima unidad de mantenimiento de inventario (SKU en inglés). Las empacadoras de cajas no funcionaban si estaba instalada la pieza equivocada. Cada lector RFID estaba cableado a una tarjeta de I/O y alcanzaba el tope máximo a menos de 255 etiquetas RFID de solo lectura, debido al espacio limitado en el panel y la disponibilidad del I/O. En ocasiones, el cliente quería añadir piezas de cambio para una nueva SKU. Esto suponía sensores adicionales, múltiples cables por sensor, y un aumento de las tarjetas I/O, que debían incorporarse en un gabinete de control ya de por sí atiborrado. En otras palabras, expandir el sistema representaba un problema.

Imaginemos un futuro en el que el centro de control, ya sea en la planta o en las instalaciones de una empresa responsable de muchas operaciones, esté atendido por personal altamente capacitado. Estos centros de control tendrán acceso basado en web a todas las máquinas de producción, hasta el nivel de sensores y actuadores.

Ahora, con IO-Link, un cable sensor estándar blindado va a un lector habilitado con RFID. Cada lector puede manejar más de 255 rótulos y también escribir en estos. (Ver foto 1) La cantidad de transferencia de datos es exponencialmente más alta que antes. No se requiere espacio adicional en el gabinete para añadir lectores porque los componentes IO-Link se conectan a través del cable sensor estándar blindado a un adaptador Master IO-Link con clasificación IP67 de conexión instantánea, que se puede montar en la máquina. (Ver foto 2) Para otorgar una excelente flexibilidad, el cable IO-Link puede ser de hasta veinte metros de largo, de manera que la distancia entre el componente y el IO-Link Maestro no suele ser el obstáculo.

El controlador de la empacadora de cajas de Edson rastrea ahora los ciclos de cada pieza de cambio para efectos de mantenimiento preventivo. Es rápido, simple, y rentable añadir lectores a una máquina existente. Si el lector falla, el controlador detecta el fallo, identifica el lector con exactitud, y alerta al personal de mantenimiento sobre la ubicación a través de la interfaz hombre-máquina (HMI). Los diagnósticos mejorados son una de las principales ventajas de IO-Link. Por otra parte, el personal de mantenimiento solo tiene que instalar físicamente el sensor. No se requiere una configuración manual. Esta es una de las mejores características de IO-Link; la configuración automática de los componentes a través del controlador lógico programable (PLC) o de un controlador basado en computador. La configuración automática es cierta para todos los sensores y actuadores IO-Link. A los clientes les gusta el hecho de que las configuraciones de los sensores se encuentran protegidas por medio de la interfaz HMI. Atrás quedaron los cambios involuntarios o incorrectos a los parámetros del sensor por parte del personal.

Manejo mejorado de los envases

Edson utiliza sensores láser habilitados con IO-Link ubicados en un cargador, para dar retroalimentación análoga sobre la ubicación exacta de la siguiente caja que se va a recoger. La precisión está dentro del margen de ,04 pulgadas (1 mm). Este nivel de precisión, que no se lograba antes de manera económica, se traduce en una manipulación más precisa de las cajas y en la eliminación de atascos ocasionados por lecturas inexactas de la distancia. (Ver Foto 3) Estos sensores pueden detectar también la variación hacia abajo en una pila de cajas. Una gran variación permite identificar cajas que se salen de la especificación. El sistema alerta a los operadores antes de que se produzca el atasco.

Mejores diagnósticos

Edson aplica sensores ópticos habilitados con IO-Link en lugares de la empacadora de cajas particularmente susceptibles a la acumulación de polvo, es decir, sensores orientados verticalmente, y/o en las máquinas destinadas a entornos de alta presencia de partículas, tales como las plantas de empaque de papel. Con IO-Link, los operadores reciben información sobre la ubicación exacta de cualquier lente de un sensor óptico que se esté cubriendo con polvo. Esta información ayuda a mantener la máquina a pleno rendimiento y en definitiva significa que el personal de mantenimiento emplea menos tiempo tratando de diagnosticar la causa de una parada.

El siguiente es un resumen de los beneficios prácticos de IO-Link, no solo para empacadoras de cajas, sino también para todas las máquinas de empaque:

  • Capacidades expandidas de la máquina
  • Diagnósticos más extensos de la máquina que permiten una resolución de problemas más rápida y un mayor tiempo de actividad.
  • Posibilidad de diagnósticos remotos basados en la Web hasta el nivel de sensor y actuador.
  • Sustitución más rápida y sin problemas de sensores y actuadores defectuosos.
  • Menor probabilidad de errores inducidos por el operador.
  • Mayor facilidad y rapidez para añadir capacidades de la máquina a lo largo del tiempo.

Una mirada hacia el futuro de la industria 4.0, Internet de las Cosas Industrial (IIoT), e IO-Link

Imaginemos un futuro en el que el centro de control, ya sea en la planta o en las instalaciones de una empresa responsable de muchas operaciones, esté atendido por personal altamente capacitado. Estos centros de control tendrán acceso basado en web a todas las máquinas de producción, hasta el nivel de sensores y actuadores. El estado de las máquinas se monitorea por medio de sofisticados algoritmos. El personal del centro de control inmediatamente tiene disponible la información sobre condiciones tales como polvo que se acumula en la lente de un sensor óptico, un actuador atascado, o un servomotor que se está recalentando. Se envían automáticamente alertas en forma de mensajes de texto al dispositivo móvil de un técnico de mantenimiento disponible, indicando el problema exacto y la ubicación. El personal de la sala de control está disponible con información de respaldo, incluyendo información del fabricante y de la disponibilidad de piezas de repuesto en el lugar. Este escenario es posible hoy en día y sin duda alguna será algo común mañana. Una tecnología clave que permite esta capacidad es IO-Link con sensores y actuadores accesibles de forma individual a través de comunicaciones basadas en Internet; lo que constituye el fundamento de los conceptos de manufactura flexible propuestos por la Industria 4.0 e IIoT. Incluso en entornos de bajos salarios, una tecnología racional como IO-Link puede proporcionar una ventaja competitiva.

Este artículo viene de la revista impresa con el código 0217io.link

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