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Conectividad industrial para una gestión eficiente de la energía

A medida que crece la demanda de energía en nuestra industria, aumenta la necesidad de implementar nuevas formas de gestionarla eficientemente en nuestros procesos.

Los expertos predicen un incremento en el consumo mundial de energía del orden del 60% para 2030. La industrialización de los mercados emergentes y los cambios en el concepto de energía en los países industrializados constituyen el fondo sobre el que se sustenta el cambio de paradigma: los procesos inteligentes y las nuevas tecnologías de generación, distribución y consumo están ganando importancia. A esto se añaden los cambios en el paisaje de las centrales eléctricas y el desarrollo de sistemas de almacenamiento de energía. Nuevos conceptos de energía como éstos representan una oportunidad y un reto para todo el sector.


Medición de energía, análisis y ahorros

Habiendo definido el alcance de la medición de variables en el circuito conectado (de una unidad, celda, línea, instalación, red) y para aumentar los beneficios y reducir los costos energéticos, el costo de la energía debe atribuirse principalmente a un consumidor específico: toda la planta, una sección o segmento individual de la misma, o hasta una sola unidad/maquinaria. Si el consumo puede ser atribuido, la optimización de las condiciones de operación es más fácil de implementar y sus beneficios también pueden ser probados.

La medición y análisis de la calidad de la energía, implica la medición de indicadores de la energía que suministra la instalación. Esto incluye de base particularmente la frecuencia de la corriente y/o de la tensión, así como su nivel de distorsión armónica, factor de potencia y otras múltiples variables que requieren equipos muy confiables, como por ejemplo, de Clase A, hoy en día muy demandados como contraparte de los clientes hacia las compañías eléctricas.

De la alta calidad de la medición de energía mediante analizadores, supresores de armónicos, dispositivos de corrección del factor de potencia y software adecuados dependerá en gran medida el éxito y la continuidad eficiente de la operación.

La capacidad para permitir una gestión energética (más fácil y eficiente) de los sistemas de automatización, mediante la colocación inteligente de dispositivos o subsistemas individuales en modos de ahorro de energía durante los tiempos de inactividad es fundamental. Son posibles varios grados de ahorro de energía: desde el modo de suspensión (modo de hibernación), pasando por el modo de espera (stand-by), bajo ciclo (low-production), hasta el modo de desactivación (off).


Pero, ¿cómo implementar esto en una instalación?

La velocidad del cambio en tecnologías disponibles y la demanda del mercado por responder ante las necesidades de eficiencia y costos apuntan a que las instalaciones realicen en algunos meses modificaciones que antes tomaban años. La clave está en cómo se realiza la medición de la energía, la calidad del registro, la evaluación de la eficiencia y el análisis en tiempo real para que la visualización de los reportes permita tomar buenas decisiones.

Los dispositivos inteligentes en la red hoy poseen protocolos abiertos como PROFIenergy, OPC, Modbus TCP/IP, etc., lo que permite su integración nativa con los sistemas de control existentes (ya sean DCS, SCADA o PLC unitarios). Ahora bien, al automatizar estos procedimientos, logramos varios objetivos:

Registro y supervisión automáticos de los valores medidos.

Generación y comunicación de Informes automáticos de manera agendada.

Documentación integrada de eventos y acciones concluyentes.

Facilitación de los Equipos de trabajo asociados a la gestión de la Energía y de la cooperación entre departamentos y socios externos, incluyendo proveedores y clientes.

Inclusión de parámetros de producción para la optimización del proceso.

Modelado de flujos de energía para el análisis de la distribución de energía.

Optimización de los peaks de carga bajo una gestión automática de la carga en función de parámetros como la demanda, horarios, costos, etc.



Calidad e interoperabilidad

Existe una solución conforme a la norma ISO 50001 bajo certificado TÜV, que ofrece una integración rentable en los sistemas existentes, compatible con todos los sistemas de medición. Esta, además del registro de variables relacionadas con la producción hasta el detalle del conjunto maquinaria-equipo, permite determinar los costos específicos del producto a nivel de energía y costo monetario, ya sea en producción por lotes, jornadas o continua.


Conexiones confiables en la cota más alta

Estas soluciones no solo están disponibles a nivel planta, sino también en la generación, transmisión y distribución. Por ejemplo, en el caso de los parques aerogeneradores con previsión de futuro, en todas las zonas climáticas y en todas las condiciones meteorológicas, la disponibilidad y la eficacia de los sistemas son su máxima prioridad.

Las soluciones de hoy en día no solo son resistentes a los impactos, a las vibraciones, al calor y al frío, a las variaciones de humedad y a la salinidad del aire, sino que monitorean y acondicionan la maquinaria y las aspas para evitar problemas, por ejemplo, la acumulación de hielo. Con esto, se asegura el funcionamiento seguro y continuo de la instalación en las condiciones ambientales más adversas.

Estos productos para aerogeneradores se pueden utilizar, por ejemplo, en la caja superior de la góndola, en la caja de control de orientación de pitch o en la caja inferior de la base de la torre.

En parques solares fotovoltaicos, donde la calidad de la conexión y la monitorización de variables -temperatura, tensión, corriente y estado de las protecciones de la caja combinadora- son críticas, existen soluciones certificadas de fábrica que reducen la infraestructura y los costos de implementación. Al mismo tiempo, garantizan la conectividad de forma moderna, por ejemplo, con sistemas inalámbricos desarrollados específicamente para este mercado, con sincronización automática, bajo protocolos industriales (como Modbus), autorruteo de la red RF, temperaturas de servicio de -40º a 85ºC y bajo consumo de energía.



Artículo gentileza de José Antonio Sánchez, Ingeniero de Ventas en Weidmüller, distribuido en Chile por Ceskat.
www.ceskat.cl
Septiembre 2019
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