Control inteligente para la fundición inteligente
A punto de entrar en el cuarto de siglo XXI, parece que la tecnología avanza más y más rápido cada año. ¿Por qué no deberían avanzar también sus instalaciones? Este artículo le ofrece algunas opciones para que las tenga en cuenta a la hora de investigar, diseñar y mejorar su proceso.
Cuando entramos en la fundición aceptamos la realidad de que siempre estamos a merced de las leyes de la física, a saber, la transferencia y la expansión térmicas. Cuando se añaden seres humanos a la ecuación, la rápida transferencia y expansión térmicas significan lesiones graves o la muerte. Me refiero, por supuesto, a la posibilidad siempre presente del contacto humano con el metal líquido. No se equivoque (porque podría ser el último), nuestra línea de trabajo no es para los débiles de corazón. La fundición de humanos debería dejarse para Han Solo en las películas, no para su casquería local de aluminio.
La seguridad es y debe ser siempre la prioridad absoluta, 100%, número uno.
Cuando se busca una solución, hay que tener la confianza no sólo de que funcionará como se espera, sino también de que proporcionará un entorno de trabajo más seguro para todos los implicados. Pedimos a nuestros equipos que funcionen en uno de los entornos más peligrosos, pero debemos exigir todo esto y más si queremos estar a la altura del siempre cambiante panorama industrial del siglo XXI.
El sistema
Hemos dedicado innumerables horas a diseñar un sistema de este tipo, con gran ayuda de nuestros socios de investigación y clientes fieles dispuestos a dar el siguiente paso en la evolución del metal. Este sistema de control puede utilizarse con cualquiera de nuestras bombas, incluidas nuestras bombas de transferencia, bombas de circulación, Chameleon® de doble etapa, vórtice de fusión de virutas Coriolis®y mucho más.
Pantalla de inicio del panel de control
La pantalla que se muestra aquí es la que verá en nuestros últimos paneles de control. El cableado interno variará en función del tamaño y la función de la bomba del usuario final, las capacidades de la instalación, la tensión y la frecuencia locales, los requisitos de certificación (como CE, CSA, UL, etc.).
Esto es lo que se incluye:
Funcionamiento manual o temporizado
Para facilitar su uso, una vez configurado el sistema inicialmente, los operarios pueden poner en marcha o parar la bomba simplemente pulsando un botón.
¿Necesita que su bomba de transferencia ejecute una secuencia durante exactamente 7 segundos? Establezca su tiempo y seleccione "Funcionamiento temporizado" para que la bomba funcione durante el tiempo especificado.
Especificaciones del motor
En esta página se enumeran las especificaciones del motor que figuran en la placa de características, incluida la frecuencia máxima de funcionamiento, las RPM, la corriente, la protección contra sobrecargas y los detalles sobre la unidad de frecuencia variable (VFD) utilizada para controlar la velocidad de la bomba. Más información sobre la protección de corriente adicional aquí.
Configuración del motor
La configuración disponible en esta página permite un análisis de fallos bastante preciso
Las protecciones de sobrecorriente y subcorriente pueden ajustarse para que la bomba se detenga inmediatamente en caso de interferencia con una inclusión en la masa fundida (por ejemplo, un trozo de escoria, un trozo de pared del revestimiento, un desecho semisólido, un sujetador de acero, etc.) o para que se active una alarma y/o una luz indicadora para notificar al operador. Hablaremos de esto más adelante.
¿No está seguro de si su motor está girando en la dirección correcta? No es necesario recablear el motor para invertir el sentido de giro, basta con pulsar hacia delante o hacia atrás para cambiar el sentido y pulsar el botón de "prueba de giro" para hacer funcionar la bomba a baja velocidad durante unos segundos para confirmarlo. Más información sobre la importancia de la rotación correcta del motor aquí.
Estadísticas en tiempo real
Esta es la página que probablemente más observará
Estadísticas de bombeo en tiempo real
La línea verde representa la frecuencia de funcionamiento (de 50 o 60hz según la ubicación), que se traduce directamente en la velocidad del motor.
La línea azul representa la carga del motor (A) utilizada actualmente por la bomba para impulsar el impulsor en su medio fundido.
Las líneas rojas y amarillas representan los valores de sobrecorriente y subcorriente respectivamente. Esto se utiliza para establecer la carga de funcionamiento ideal y para evitar que la bomba continúe funcionando en una condición insegura o no deseada. Más adelante se hablará de ello.
5. Configuración del PLC
Configurar el botón de inicio para que funcione manualmente, o para la hora seleccionada
Pruebe las luces indicadoras incluidas (opcional)
Activar o desactivar los sonidos de la alarma
6. Pasos de precalentamiento
Instrucciones detalladas de la secuencia de precalentamiento necesaria. Es absolutamente imprescindible que se sigan estas instrucciones. Consulte el artículo aquí para obtener más información sobre este proceso.
Alternativamente, la bomba puede colocarse en una estación de precalentamiento antes de su inserción en el metal.
7. Mantenimiento de la bomba
Guías informativas con el procedimiento de mantenimiento, desde los procedimientos generales de manipulación, los cambios de eje e impulsor, la alineación adecuada del impulsor, las inspecciones de la tubería revestida, hasta los pasos de sustitución del elevador extraíble (si procede)
8. Solución de problemas
Incluye una tabla de búsqueda de fallos (por ejemplo, error de comunicaciones, parada de emergencia, sobrecalentamiento del VFD, etc.)
Indica los códigos "P" necesarios para que el PLC se comunique correctamente con el VFD y las instrucciones basadas en el modelo exacto de accionamiento
9. Acerca de
Número de versión del software
Información de contacto y dirección web
Las características opcionales incluyen:
Protección por contraseña para evitar cambios no autorizados en los parámetros de funcionamiento
Indicador de estado del poste luminoso para mostrar el estado de funcionamiento
Termopar para controlar la temperatura del interior del panel o, además, la temperatura del metal junto a la bomba
El análisis de los datos
¿Por qué es importante esta información? En el caso de la circulación del horno de reverbero, usted quiere estar seguro de que la bomba está funcionando eficazmente y proporcionando condiciones óptimas de fusión (ver "¿Porqué debo usar una bomba de circulación?" aquí).
Las protecciones de sobrecorriente y subcorriente impiden que la bomba funcione en condiciones inseguras o no deseadas.
Es probable que se produzca una condición de sobrecorriente cuando:
A. Una inclusión en la masa fundida interfiere con la capacidad de rotación del impulsor provocando un atasco o incluso daños en los componentes de la bomba
B. La temperatura de fusión desciende significativamente haciendo que el metal se vuelva más viscoso
C. Cuando se aumenta la velocidad de la bomba, aumentando así la carga en el impulsor
D. En el arranque, en el que la carga del motor será casi el doble (¡!) que la del funcionamiento sostenido
Es probable que se produzca una condición de subcorriente cuando:
A. El eje se degrada completamente a nivel metálico debido a la oxidación
B. El impulsor se desgasta hasta el punto de reducir su eficiencia (La bomba ya no funciona como se esperaba)
C. Cuando la velocidad de la bomba disminuye, por lo tanto, disminuye la carga en el impulsor
¡Cuidado con la línea azul!
Al arrancar, la carga medida en el motor era de unos 24A, con desviaciones entre 1 y 2A. Tras unos 8 minutos, la carga se estabilizó en unos 14A, con una desviación de 1A.
Esto significa que, en unos 8 minutos, el metal del horno de reverbero de aluminio se ha homogeneizado por completo y ha alcanzado un estado estable en todo el sistema. Si la línea azul no converge, ¡la bomba de circulación está proporcionando una circulación insuficiente!
Si se inserta una unidad USB en la ranura posterior de la pantalla táctil de la HMI -y se activa el registro de datos-, la última hora y media de datos operativos se registra en un almacenamiento externo en caso de que se produzca una condición de parada.
Ahora es cuando las cosas se ponen interesantes...
Utilizando la carga del motor que se muestra en esta página y la tensión de funcionamiento, podemos calcular directamente el consumo de energía de la bomba.
Utilizando la ley de Ohm, P = I * V (P para la potencia, I para la corriente, V para el voltaje) podemos calcular la potencia necesaria de la bomba
Utilizando 14A y 460VAC en este ejemplo, P = 14 * 460
P = 6,44kW
El consumo de kilovatios-hora es de 6,44kWh
Conclusión:
Cuanto más sepa sobre su sistema de bombeo, más seguro estará de la calidad del metal y, en última instancia, de la calidad de sus piezas. Cada diseño de bomba se prueba rigurosamente en modelos físicos y digitales para garantizar un resultado repetible.
Bomba de circulación simulada con software de dinámica de fluidos computacional
Cuando hay tanto en juego, ¿por qué arriesgarse con un sistema deficiente?
El tiempo de inactividad es un golpe directo a la cuenta de resultados.
Hable con uno de nuestros ingenieros hoy mismo para discutir una solución completa.