Bucher: potente sistema de control para la limpieza automática de tuberías
Los sensores y los componentes de control utilizados en los vehículos para aplicaciones móviles deben cumplir los más altos requisitos: temperaturas extremas, humedad, polvo, suciedad y vibraciones que desgastan los componentes. Con la serie "ecomatmobile", ifm ofrece componentes de automatización para estas duras condiciones ambientales. La empresa Bucher equipa sus vehículos de limpieza de alcantarillado con estos componentes.
Brian Munk Andersen, jefe de investigación y desarrollo de Bucher en Dinamarca, explica el diseño y el funcionamiento de este tipo de vehículos: "Los sistemas de limpieza de alcantarillado de Bucher están equipados con dos sistemas de bombeo. Con la bomba de lavado limpiamos las alcantarillas y los depósitos. Y con la bomba de vacío podemos aspirar lodos y residuos industriales, y transportarlos hasta el depósito del vehículo".
El conductor puede realizar los distintos procesos de trabajo mediante dos unidades de control para aplicaciones móviles de ifm, situadas en el exterior del vehículo: girar el brazo, desenrollar y enrollar la manguera, conmutar las bombas o vaciar el depósito de aguas residuales. Los valores de cada proceso y los parámetros más relevantes del sistema se muestran en las pantallas HMI como asistencia al usuario en la ejecución de los diferentes pasos de trabajo. Una unidad de control en el interior del vehículo, también de ifm, se encarga de que cada uno de los procesos se desarrolle adecuadamente.
La robusta pantalla CR1200 de 12" en el armario de control exterior del vehículo para visualizar y ajustar todos los parámetros de la máquina.
ifm como socio
El especialista en automatización ifm lleva varios años trabajando conjuntamente con Bucher Municipal en calidad de socio en el desarrollo de los componentes sensoriales y la tecnología de control. Brian Munk Andersen: "En Bucher, siempre nos hemos centrado en I+D. Por eso apostamos por soluciones automatizadas e inteligentes. Cuando empezamos a cooperar con ifm en 2016, teníamos el deseo de contar con un proveedor fiable de soluciones de control. ifm ofrece una amplia gama de componentes para nuestro producto; desde sensores, pantallas y módulos de E/S hasta sistemas de control.
A lo largo de la fase de desarrollo, hemos colaborado estrecha y satisfactoriamente con ifm para desarrollar una solución y seleccionar los productos más adecuados para ella. Nuestros vehículos tienen que trabajar de forma fiable en condiciones muy diferentes, como frío, calor, polvo y suciedad: lo que plantea unas elevadas exigencias a los componentes. Junto con ifm hemos creado una solución óptima y fiable que automatiza muchas funciones y proporciona al operador una alta calidad y seguridad cuando nuestras máquinas están operando.
Vehículo de limpieza de alcantarillado de la empresa Bucher Municipal con bomba de lavado y aspiración para la limpieza de alcantarillas.
Los componentes clave en detalle
El componente central del sistema es el ecomatController CR711S, un PLC para aplicaciones móviles extremadamente robusto. La peculiaridad de este sistema: dispone de dos unidades de PLC internas que funcionan de manera independiente; y una de ellas incluso está certificada como controlador de seguridad. Los potentes procesadores multinúcleo integrados permiten procesar rápidamente hasta las funciones de control más complejas.
Si es necesario, los programas de aplicación pueden incluso dividirse entre las dos unidades de PLC internas. De esta manera la parte de seguridad del programa se puede ejecutar sin que esto se vea afectado por la ejecución general del mismo. Esto proporciona un funcionamiento fiable incluso con funciones de control extensas. El controlador se puede utilizar en aplicaciones de seguridad hasta ISO 13849 PL d e IEC 62061 SIL CL 2.
Además de las numerosas entradas y salidas multifunción y con capacidad de diagnóstico, ecomatController está equipado con dos puertos Ethernet y cuatro interfaces CAN. Las interfaces CAN son compatibles con todos los protocolos de bus importantes (CANopen, CANopen Safety y J1939) y permiten un intercambio de datos transparente y preprocesado. La programación CODESYS (versión 3.5) permite una sencilla integración de las funciones de control en el programa de aplicación.
En Bucher, el sistema de control también se conecta a un módulo de radio de GSM. Andersen: "A través de nuestra conexión remota, en muchos casos podemos resolver problemas mientras nuestro vehículo aún está de camino. Esto ahorra mucho tiempo a nuestros clientes. Únicamente si no es posible solucionar el fallo de forma remota, el vehículo municipal tiene que acudir a uno de nuestros numerosos centros de servicio".
Módulos de E/S
Para la supervisión y el control de los distintos pasos de trabajo y los valores del proceso, se instalan numerosos sensores y actuadores en el vehículo de limpieza de alcantarillado. Estos se comunican con el sistema de control mediante módulos de E/S descentralizados que se conectan a través del bus CAN. Brian Munk Andersen explica la ventaja: "Instalando unidades CAN en varios lugares de la carretilla elevadora, reducimos el cableado y también conseguimos una mayor fiabilidad y un funcionamiento más sencillo de los equipos".
Los módulos de control CR2032 utilizados están provistos cada uno de 16 puertos que pueden configurarse de forma multifuncional, por ejemplo, como entradas o salidas digitales o como salidas PWM para el control de válvulas proporcionales. Mediante un sistema de control integrado en los módulos, es posible una evaluación previa de las señales de los sensores de manera descentralizada. Este prefiltrado de datos no solo reduce el flujo de datos del bus CAN al controlador, sino que también simplifica el programa de aplicación en el PLC.
La robusta carcasa metálica está especialmente diseñada para las duras condiciones del exterior de las máquinas móviles. Además, la protección IP 67 garantiza un elevado grado de estanqueidad de los conectores.
Imagen 1: El componente principal en la parte superior derecha del armario de control: el potente ecomatController CR711S con dos unidades de PLC integradas (una estándar y otra de seguridad) Imagen 2: Los módulos de E/S descentralizados con bus CAN en la zona exterior conectan los sensores y actuadores al sistema de control.
Pantallas HMI
Como interfaz hombre-máquina, se han montado en el exterior del vehículo varias pantallas aptas para aplicaciones móviles. Brian Munk Andersen: "Desde la amplia pantalla del armario principal, el operario puede manejar el sistema completo y realizar los ajustes básicos. Después, puede operar el sistema utilizando el mando a distancia o los paneles de control".
Las pantallas HMI son pantallas gráficas programables para el control, la parametrización y el manejo de máquinas e instalaciones en aplicaciones móviles. Pueden funcionar junto con un controlador móvil o como solución independiente. Los datos y las funciones de los equipos se transmiten de forma fiable a través de las interfaces CAN. Las pantallas disponen de numerosos botones retroiluminados programables a su elección. Tienen una mayor resistencia a EMC y la homologación E1, que autoriza su circulación por carretera. La robusta carcasa con un alto grado de protección permite un montaje empotrado o en superficie en el exterior o en cabinas. Al igual que los demás componentes para aplicaciones móviles de ifm, las pantallas también son resistentes a vibraciones y ofrecen una estanqueidad conforme al grado de protección IP67.
La BasicDisplay CR0451 muestra los parámetros más importantes en el panel de control.
Conclusión
ifm ofrece una amplia gama de equipos para una automatización eficiente y fiable de las unidades funcionales de los vehículos municipales. Brian Munk Andersen concluye: "Con la solución de ifm tenemos la posibilidad de crear un sistema altamente automatizado que nos proporciona una gran fiabilidad y facilita al operario el manejo de nuestros equipos". ifm - close to you!