La obsolescencia en la Industria

En nuestra vida cotidiana nos enfrentamos diariamente a la obsolescencia programada, un término que fue popularizado en 1954 por el diseñador industrial Brooks Stevens y hace referencia a la programación de la vida útil de un producto.

Sin embargo históricamente en la industria los ciclos de obsolescencia fueron siempre muy largos; las protecciones eléctricas, los mandos motor, líneas de PLC, HMI o software sufrían variaciones mínimas durante su ciclo de vida y si cambiaban, las nuevas versiones eran completamente compatibles con las anteriores.

Lo único permanente es el cambio

PLC Siemens S5 - Obsolescencia en la Industria

Durante muchos años esto fue un estándar en el desarrollo de productos, que se rompía ciclicamente cada 10 años con el lanzamiento de una nueva línea que era completamente disruptiva a la anterior, esto era bastante normal ya que el propio estándar industrial solo adopta tecnologías altamente probadas.

Sin embargo los procesos de desarrollo comenzaron a acelerarse y todo cambio, hoy los lanzamientos de hardware y software en algunos casos comienza a ser anuales y muchas veces con compatibilidad al modelo anterior pero sin ningún tipo de afinidad con equipos de tres o más años.

Como enfrentar entonces la migración de nuestros viejos equipos para que no queden obsoletos rápidamente o pensar el retrofit de una máquina para que perdure en el tiempo y no sea devorada por las olas de innovación tecnológica que nos sacuden cada seis meses.

¿Obsolescencia programada o Programar la obsolescencia?

Si en la vida cotidiana somos empujados a comprar y renovar todo lo que consumimos una vez por año (electrodomésticos, celulares, vehículos, etc..); en la industria el camino es justamente el opuesto.

No podemos reemplazar compulsivamente los equipos; planificar es clave para no malgastar nuestros recursos en una migración que va a quedar obsoleta en un par de años.

Les compartimos una serie de recomendaciones para tener en cuenta al momento de programar el reemplazo por obsolescencia de sus equipos.

Claves para programar el reemplazo por obsolescencia.

Migración PLC5 Rokwell Automation
  1. Tenga visión de futuro, ¿Hacia dónde va el mundo? ¿Cuáles son las nuevas necesidades y oportunidades que los líderes de su industria están discutiendo hoy?
    • Hoy las oportunidades están en IOT, Cloud, Data Analitics, virtualización y digitalización de la industria. ¿Qué está haciendo en ese sentido y cuáles son las habilidades y características que tienen que tener sus equipos en un futuro inmediato?
    • No importa si actualmente no utiliza IOT (Internet Of Things) en sus máquinas; deje preparado todo para ese momento, los ahorros en hardware y desarrollo valen la pena y tarde o temprano necesitará hacerlo.
    • En un mundo líquido donde es casi imposible hacer planes a más de seis meses la eficiencia probablemente sea lo único que nos pueda dar una oportunidad para enfrentar el cambio.
  2. Evite depender de una persona o de una empresa.
    • Si contrata ingeniería que sea altamente documentada y abierta.
    • Todo el software deber estar documentado, abierto y programado de manera estructurada para que cualquier persona lo pueda modificar o migrar.
    • Asegúrese que sus proveedores tengan repuesto disponibles incluso después de finalizado el ciclo de vida.
    • La clave es mantener una arquitectura abierta simple de reemplazar por marcas de terceros si fuera necesario.
  3. Conectividad es la palabra clave.
    • Es el fin de los equipos autónomos, no importa que hacen; tarde o temprano necesitamos conectarlos a esta nueva gran red neuronal que estamos creando en nuestras industrias; donde todo nos alimenta de datos que ya necesitamos procesar en tiempo real. Esto no es ciencia ficción es un hecho actual y la industria que no lo entienda quedará rápidamente relegada por su competencia.
  4. Prepare sus equipos para interactuar con tecnologías exponenciales. Esta tecnologías son todas aquellas que hoy están produciendo una disrupción en la industria pero en diez años serán de consumo diario.
    • IA (Inteligencia Artificial)
    • IOT (Internet Of Things)
    • Robótica avanzada. Hoy los COBOTS (Robots Colaborativos) ya son una realidad y trabajan a la par nuestro en centros de almacenaje, sosteniendo equipos mientras un operador trabaja o moviendo piezas que una sola persona no puede manipular. Algunas empresas como Omrom ya lanzaron comercialmente Robots que realizan tareas de manipulación de mercadería de forma automática dentro de depósitos reemplazando la mano de obra humana. Ver video.
    • Cloud Computer. Los centros de datos ya no están en planta y vamos a una virtualización completa del hardware. Las redes y la ciberseguridad ocupan un papel crítico en estas nuevas tecnologías.
    • Energías renovables. No solo porque hay una ley que obliga a las empresas a generar parte de la energía que consume con métodos renovables sino porque está cambiando la matriz de generación de energía en el mundo; los desafíos y oportunidades son enormes. En un futuro muy cercano, la calidad de energía que generamos y que consumimos va a ser controlada y vamos a tener que estar preparados para ese cambio.
    • Realidad aumentada, vehículos autónomos, Blockchain, impresión 3D de repuestos y la lista sigue.
  5. Analice su base instalada. Un inventario de todos sus activos de hardware y software le van a dar una idea de donde está parado y podrá trazar un plan de migración comenzando por su equipo más crítico y usando ese hardware obsoleto como parque de repuesto de los equipos instalados.
    • Conociendo su base instalada y su inventario puede planificar el ciclo de vida y la estrategia presupuestaria que en general es el principal obstáculo a superar.
    • Tenga presente que hay muchas estrategias para incorporar tecnología reciente y enfoques de modernización por etapas que permiten reducir al mínimo los riesgos de una migración.

Estamos seguros que hay más estrategias para sumar a la lista y sería un gusto que nos escriban a msi@msinet.com.ar para contarnos cuales agregarían o dejen sus comentarios en nuestra página de Facebook.

Las 5 causas más comunes de fallas en PLC

Muchos de los que trabajamos en la industria hace años recordamos esos PLCs de finales de la década de 1980 que se programaban con software que corrían en computadoras bajo DOS o Windows 3.1; incluso algunos programas corrían sobre sistemas operativos que hoy quedaron en el olvido como el OS/2 de IBM.

TSX 47 Telemecanique

Les dejo a los más viejos la tarea de explicarle a un Millenial que era eso.

Estos PLCs tenían serias limitaciones de velocidad, memoria y expansión de entradas/salidas que nos obligaban a usar trucos de equilibrio y magia dignos del Cirque du Soleil; y ni hablemos de la conectividad, convivían decenas de buses de campo de baja velocidad todos incompatibles incluso dentro de la misma marca.

A pesar que hoy en día ya no tenemos estas restricciones y disfrutamos de PLCs más sólidos y confiables hay algo que no cambio y es nuestro Top Five de las fallas más comunes.

Las cinco fallas más comunes

  1. Fallas en módulos de E/S y dispositivos remotos.
    1. La mayoría de las fallas en los PLCs son entradas quemadas por transitorios, salidas transistorizadas quemadas por sobrecarga, relés dañados (muchas veces por ausencia de diodo volante al conmutar una bobina).
    2. Estos problemas se detectan muy rápidamente y por supuesto se reemplaza el módulo de inmediato para poder continuar con la producción. Muchas veces la única opción es reparar el módulo si el PLC está discontinuado o se pude reprogramar una E/S para salir del paso si no hay repuestos.
  2. Fallas de puesta a tierra
    1. Malas o pobres conexiones a tierra, hay que asegurarse continuidad con el tester y medir un valor de resistencia inferior a los 5 hms.
    2. En ocasiones se producen transitorios eléctricos en la red que se inducen al PLC, en este caso se recomienda separar la tierra electrónica de la de potencia un mínimo de 2.5 veces el largo de la jabalina de tierra.
  3. Problemas de interferencia
    1. Por interferencia electromagnética o interferencia de radiofrecuencia.
    2. Lamentablemente cada vez más comunes en las redes industriales enormemente contaminadas por la proliferación de variadores de velocidad, fuentes switching, iluminación led y de bajo consumo, hornos de inducción, etc…
    3. Separar las tierras, usar cables mallados y de distancias cortas en los motores con variadores, separar los tendidos de potencia de los de control y todas las recomendaciones CEM que conocemos.
  4. Memoria dañada
    1. Las mismas interferencias electromagnéticas o de radiofrecuencia, el polvo depositado sobre la placa del PLC y la humedad ambiente, temperatura o sobretensiones transitorias pueden interrumpir o dañar permanentemente la memoria de un PLC.
    2. No hay como tener un respaldo actualizado del programa del PLC y siempre realizar la copia Backup en la EEPROM antes de desconectarse si el PLC tiene algunos años.
  5. Puertos de comunicación
    1. A través de los cables de red pueden inducirse sobretensiones por descargas atmosféricas o transitorias de red que inducidos pueden quemar los puertos de comunicación del PLC. Una pérdida de comunicación produce una detención instantánea de planta,
    2. No solo usar cables FTP industriales y aislar con bandejas de chapa perforada las redes pueden ayudarnos. Hoy en día agregar un switch no administrable que aísle galvánicamente el puerto de un PLC o un HMI no representa un costo importante y asegura la comunicación del dispositivo de control con el SCADA, el HMI y la computadora de servicio que se puede conectar en modo local.

Hay otras fallas que hoy están pasando al olvido como las sobretensiones en los PLC alimentados en 220 Vca con el uso de UPS online de onda senoidal.

Hoy en día no hay plantas que no prevean el uso de una UPS de estas características para sus elementos de control más importantes.

Nos encantaría conocer cuales son las otras fallas que ustedes consideran comunes y poder comentarlas juntos en la página de facebook. de MSI, Integración de Sistemas.

También pueden escribirnos a msi@msinet.com.ar el mail de contacto de nuestro newsletter.

Controlar varios motores con un solo variador de velocidad

¡Todos para uno y uno para todos!

En algunas aplicaciones industriales necesitamos usar un variador de frecuencia para controlar varios motores; si se tienen en cuenta las consideraciones de diseño y protección adecuada esto puede ofrecer enormes ventajas, reducir costos, espacio y complejidad en el control del automatismo.

Una aplicación típica es controlar con un solo variador tres cintas de transporte que funcionan a la misma velocidad.

Consideraciones de diseño y selección de componentes

Controlar motores con Variador de velocidad G120 Siemens

Para seleccionar el tamaño del variador de frecuencia, totalice la corriente de carga plena en amperios de todos los motores y añada un 20% (para ajustar una pequeña fuga por inductancia y mejorar el desempeño del equipo).

Defina los valores nominales de corriente (sume las cargas de todos los motores).

Una buena práctica es dimensionar todos los motores de potencia equivalente; en este caso las prestaciones de par seguirán siendo óptimas para todos los motores una vez se regule el variador.

En algunos variadores, no se recomienda dimensionar por debajo de 3 Hp debido a problemas de acoplamiento capacitivo (corriente de carga en el cable).

Controlar motores con Variador Powerflex 700 Allen Bradley

Un filtro LC puede ser recomendado para montajes de motores en paralelo mayor o iguales a tres.

Si los motores son idénticos los variadores deben configurarse para actuar con control de motor del tipo V/Hz e ingresar los datos de una placa motor equivalente; siempre que sea posible realizar el autoajuste del variador.

No se recomienda encender o apagar los motores cuando el variador de frecuencia está funcionando.

Como el variador de velocidad solo puede ver el consumo de todos los motores a la vez y no puede detectar si uno está consumiendo más corriente de la nominal coloque un relevo térmico (preferentemente sobredimensionado) que proteja por sobrecarga a cada motor de manera individual, las corrientes de armónico pueden confundir el disparo de un relevo térmico.

Una excelente opción es protegerlos individualmente con una PTC dentro del bobinado.

Controlar motores con Variador de velocidad Altivar Process ATV630 Schneider Electric

Otra buena recomendación es mantener las distancias cortas entre el variador y los motores para evitar ondas reflejas debido a los impulsos de tensión (PWM) y a la impedancia pico de cada motor.

Atención, para calcular la distancia se debe tener en cuenta la suma de todos los tramos de cableado.

Estas son las consideraciones más importantes para controlar con un solo variador de velocidad varios motores eléctricos trifásicos; el control del equipo puede ser por comunicación o señales digitales y analógicas como cualquier aplicación estándar; siempre teniendo cuidado que la falla térmica de los motores individuales provoquen la detención completa del variador de velocidad.

Dejamos disponibles el link a nuestra nota de “Eficiencia energética con variadores de velocidad” donde recordamos las leyes de afinidad y su impacto en el consumo de energía.

Fuentes: Schneider Electric; Siemens; Allen Bradley