Seguramente usted puede indicar algunos de los principales procesos en su sector donde el tiempo resulte especialmente vital, donde la ejecución precisa sea esencial para la calidad y cantidad de la producción. Cuando cada microsegundo importa, hasta el PLC más potente puede alcanzar su límite. La tecnología reACTION de B&R ofrece unos tiempos de respuesta ultrarrápidos, con el bajo coste y el mínimo esfuerzo que permiten el hardware y el software estándar.
Los procesos de embotellado son especialmente críticos en cuanto al tiempo se refiere. Para maximizar la calidad y el rendimiento, se debe conseguir que las válvulas y los sensores estén perfectamente sincronizados en tiempo real. Los requisitos son similares en el momento de aplicar puntos adhesivos a los envases, clasificar los objetos en una planta de reciclaje o cortar láminas de metal con láser. "Históricamente, los tiempos de respuesta cortos necesarios en tales aplicaciones han requerido el uso de un hardware especial", comenta Andreas Hager, director de productos para sistemas de control de B&R.
Con la tecnología reACTION, B&R demuestra que existe otra manera de hacer las cosas. Los programas desarrollados con el editor de diagramas de bloques de funciones en el entorno de ingeniería Automation Studio se ejecutan directamente en los módulos de E/S de las series X20 y X67 de B&R. Con ello se transforma a los módulos de E/S en "minicontroles" capaces de manejar ciertos procesos de forma independiente y distribuir la carga de cálculo entre múltiples sistemas.
La subcontratación de programas urgentes para módulos de E/S permite alcanzar unos tiempos de respuesta ultracortos de hasta 1 µs. Con una carga reducida en el PLC, a menudo es posible escalar a una alternativa menos potente. Importante: ello también separa el tiempo de respuesta del tiempo de ciclo del bus de campo. La optimización de los tiempos de ciclo puede generar un notable aumento de la productividad. El atractivo precio de los módulos reACTION de B&R permite aprovechar las ventajas de la automatización ultrarrápida para una gama de máquinas más amplia que nunca.
Como cualquier otro programa de control, un programa reACTION se puede crear en Automation Studio utilizando bloques de funciones que cumplan con la norma IEC 61131-3. Se guarda de manera centralizada en el PLC, se transfiere a uno o más módulos de E/S según sea necesario y luego se almacena allí. Por supuesto, diferentes productos requieren diferentes recetas, por lo que también pueden cargarse nuevos programas en los módulos durante el funcionamiento, y los programas guardados se pueden copiar a otros módulos en cualquier momento. El número de bloques de funciones de reACTION aumenta continuamente, por lo que pueden añadirse nuevos bloques "in situ" simplemente actualizando el firmware. Los usuarios también pueden crear sus propios bloques de funciones basándose en los que se ofrecen y utilizarlos para clarificar los programas más complejos. Los desarrolladores que ya trabajan con Automation Studio no deben realizar ningún tipo de formación adicional.
Los módulos reACTION disponen de hasta ocho entradas y salidas analógicas o digitales libremente configurables y funcionan como un pequeño control independiente. "Procesan señales de entrada, ejecutan su programa y generan datos de salida", añade Hager. Al leer las entradas digitales, un programa reACTION puede determinar no solo el estado actual al comienzo del ciclo, sino también el punto exacto de conmutación con una resolución de 20 ns. Además, los módulos pueden usar POWERLINK, X2X o X2X+ para comunicarse con cualquier otro módulo X20 y X67 y, por supuesto, también enviar datos al control. En función de las necesidades de cada aplicación, los usuarios pueden elegir entre módulos con clasificación IP20 para instalaciones en armarios eléctricos y variantes con clasificación IP67 para una instalación directa "in situ".
Los módulos de E/S inteligentes de B&R resultan útiles en muchas aplicaciones. Un ejemplo especialmente adecuado lo ofrece la máquina de impresión para materiales de embalaje de un cliente de B&R. Andreas Hager explica: "Actualmente funciona a una velocidad de banda de 600 m/min, pero ya está prevista una nueva versión aún más rápida. Por lo tanto, necesitaban suficientes reservas en la solución de automatización para poder gestionar esas velocidades más elevadas en el futuro".
La impresión del material de embalaje es el primer paso del proceso. A continuación, se marca con láser un número de serie en una posición específica en cada paquete. Un sensor detecta la posición donde se debe situar el número de serie y genera una señal digital. Un módulo reACTION X20 evalúa esa señal y genera una señal de salida digital para el marcador láser. Para minimizar los errores cuando la máquina está acelerando, el sensor y el marcador láser deben colocarse lo más juntos posible. Debido al diseño de la máquina, la distancia mínima entre ellos es de 55 mm. El sensor para detectar marcas de registro está conectado al Canal 1 del módulo de E/S, y la señal de inicio para el marcador láser al Canal 3.
Los parámetros para el módulo reACTION se calculan en función de la velocidad de banda actual. Después de que el sensor lea la posición, transcurren los siguientes tiempos antes de que pueda comenzar el marcado: 1 ms de tiempo muerto en el sensor, 0,5 ms de tiempo de filtrado (no se permite el procesamiento de señales más cortas), 0,04 ms de tiempo de procesamiento para la tarea de reACTION (2 veces el tiempo de ciclo de reACTION porque, en el peor de los casos, la señal se recibe poco después del escaneado), y 2 ms de tiempo muerto en el dispositivo de marcado láser. Por lo tanto, el tiempo de respuesta más rápido posible es de 3,54 ms.
A la distancia determinada de 5 mm, esto da como resultado la siguiente velocidad máxima: 55 mm / 3,54 ms = 15,5 m/s = 932 m/min. En otras palabras: la impresora tiene el potencial de funcionar hasta un 55% más rápido que su velocidad actual de 600 m/min, por lo que nada se interpone en el camino de una nueva generación de máquinas con mayor velocidad de banda y mayor rendimiento. Con historias como esta, los clientes de B&R confirman una y otra vez que se puede lograr un rendimiento de automatización óptimo con el bajo coste y el mínimo esfuerzo que permiten el hardware y el software estándar.
