Monitorización de la energía desde el sensor hasta la nube: producción sostenible y ahorro de costes

04-ago-2021

GO BEYOND. Discovery #8 

Garantizar la sostenibilidad y reducir el consumo de energía son mandamientos ineludibles en cualquier sector. Desde su fundación hace 75 años, SICK AG desarrolla soluciones de sensores para cuidar del medio ambiente y se ha fijado como objetivo reducir a cero sus emisiones netas de gases de efecto invernadero en todo el mundo hasta el año 2030. Este compromiso y nuestro know-how en el cuidado de los recursos son nuestra tradición y nuestro futuro. Y lo demostramos con soluciones innovadoras para la monitorización de la energía basadas en nuestro sensor de caudal inteligente FTMg.

For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.
For decades, SICK has been implementing sustainable and energy-saving measures in production, logistics, and other energy-relevant areas at all its sites.

Desde hace décadas, SICK implementa medidas encaminadas a la sostenibilidad y el ahorro de costes en la producción, la logística y otras áreas relevantes en cuanto a la energía. Las exigencias de los talleres propios como “clientes internos”, además de los numerosos proyectos con clientes externos y sus peticiones generan continuamente nuevas ideas de productos y soluciones para mantener a salvo el medio ambiente con ayuda de los sensores. Y un factor que siempre destaca es que la cuidar de los recursos y ahorrar costes son cuestiones complementarias: el medio ambiente y la empresa se benefician mutuamente. Uno de los más recientes ejemplos es el FTMg (Flow Thermal Meter for gases), en torno al cual SICK ha diseñado un concepto escalonado de solución para la monitorización del aire comprimido.

 

FTMg: medición del caudal en sistemas neumáticos

El FTMg es un sensor de caudal multifuncional para gases no corrosivos que también puede medir la temperatura y la presión de los procesos. Se utiliza en sistemas neumáticos para medir los consumos de aire comprimido y ofrecer el resultado en kWh, además de supervisar la presión de proceso. También es capaz de detectar excesos de consumo debidos a fugas en la red neumática y permitir así un mantenimiento dirigido que evite costes energéticos innecesarios. Los datos que proporciona el sensor pueden además emplearse para introducir medidas destinadas a la reducción del consumo según ISO 50001, que especifica, por ejemplo, la gestión del encendido y el apagado de máquinas y procesos, la regulación del compresor o la gestión de los picos de carga. De esta forma el sensor contribuye en gran medida a una producción sostenible y que cuida bien los recursos, además de ahorrar en energía y en costes. Prueba de ello son las aplicaciones en distintas plantas de SICK, así como proyectos en marcha con clientes piloto.

SICK IntegrationSpace
Tratamiento analítico de los datos de estado y de aplicación
Monitoring Box
Sensores de caudal
Sensor de caudal con medición de energía
FTMg

 

Sensor inteligente: ¿integración en su sistema o solución global?

El sensor de caudal FTMg para la medición de la energía en tiempo real es una de las distintas soluciones de sensor para sistemas neumáticos incluidas en la gama de productos de SICK. Con este sensor ofrecemos una solución escalable para la monitorización del aire comprimido en tres niveles de ampliación: el FTMg autónomo que incluye servidor web, uno o más FTMg con una pasarela para Internet de las cosas, como TDC-E de SICK para el procesamiento e integración de datos en sistemas MES, de la nube o de gestión de energía específicos del cliente; o bien la Monitoring Box como solución completa para los sensores de caudal FTMg incluyendo la aplicación Monitoring, panel de control con función de alarma, la integración y los servicios de software y de la nube correspondientes. Y algo importante: las soluciones “están vivas”, es decir, SICK está disponible como socio competente junto con el cliente en la adaptación, la integración y la implementación de sus soluciones para la monitorización del aire comprimido, software incluido.

The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors
The Monitoring Box as a complete solution for FTMg flow sensors

 

Un buen estímulo para preocuparse de la monitorización de la energía y del aire comprimido

En muchas empresas, la gestión sistemática de la energía está pasando cada vez más a un primer plano. Quieren registrar sus consumos de energía de forma transparente para poder bajar los costes. La monitorización del aire comprimido cobra cada vez mayor importancia en este aspecto, ya que constituye, junto con la electricidad, una de las formas de energía más usadas en la industria, además de una de las más caras. La supervisión del consumo de aire comprimido tiene como objetivo garantizar un uso rentable y sostenible de esta forma de energía mediante un funcionamiento eficiente de las máquinas y la ausencia de fallos en los componentes neumáticos.

The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.
The FTMg flow sensor for real-time energy measurement is one of several sensor solutions for pneumatic systems in the SICK product range.

 

Otra importante razón que mueve a las empresas a preocuparse por este tema reside en la norma ISO 50001: Sistemas de gestión energética, requisitos con indicaciones de uso. Esta norma no solo ayuda a crear un sistema de gestión de la energía, sino que es también la base para su certificación, la cual a su vez es necesaria en Alemania para la liberación parcial de las empresas con un gran consumo energético de su contribución según la Ley de energías renovables, así como para exonerar a las empresas productoras de los impuestos sobre la electricidad y la energía. Además, ayuda a las empresas a recibir recursos para efectuar inversiones, por ejemplo en software y hardware de sistemas de medición, control y regulación, así como sensores, que se utilizan en el contexto de la instalación o utilización de un sistema de gestión de la energía o del medio ambiente.

 

Distintos grupos de interés para la monitorización del aire comprimido

Son muchos y diversos los sectores en donde existe interés en la monitorización de la energía y del aire comprimido. Por ejemplo, los ingenieros de producción quieren comparar los consumos de aire comprimido de los componentes y tipos de instalaciones. A los responsables de producción les preocupa sobre todo cómo pueden evitar averías y tiempos de inactividad durante la producción gracias a una comprobación dinámica de las fugas durante el funcionamiento, o cuán elevado es un posible consumo de aire comprimido fuera del ciclo de producción. Desean detectar los picos de carga para, por ejemplo, poder adaptar la regulación del compresor. Además, valoran especialmente disponer de un panel de control bien estructurado que les muestre todos los sensores de caudal y su estado.

A los encargados de mantenimiento les importa identificar los consumidores principales de aire comprimido, estar puntualmente informados de la vulneración de determinados valores límite, encontrar posibles fugas rápidamente y, como es lógico, planificar bien los mantenimientos del suministro de energía. Entre los intereses de los responsables de energía y medio ambiente, además de los obvios de su cargo, está la certificación de su empresa por ISO 50001. Los responsables de contabilidad y los controladores necesitan un resumen de costes lo más detallado posible de sus instalaciones, procesos y productos a fin de poder calcular los gastos de producción con la máxima precisión con vistas a la competitividad. Y los propietarios, gerentes o presidentes desean, como es natural, estar siempre bien informados de las posibles opciones de ahorro.

In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.
In many companies, systematic energy management is increasingly taking center stage.

 

Primeras implementaciones internas y con clientes piloto

Así pues, la motivación para implementar una monitorización sistemática de la energía y el aire comprimido nace de un mezcla heterogénea de factores internos. Este es también el caso en las primeras implementaciones que SICK ha realizado en varias de sus plantas propias. En su sede de Freiburg-Hochdorf, el FTMg supervisa, junto con un TDC-E que actúa como pasarela, el suministro de aire comprimido de una instalación de montaje automatizada. Esto garantiza un funcionamiento continuo de la planta y aporta transparencia en los consumos de aire comprimido y en los costes. En la planta de Reute se utilizan los FTMg para la recogida de datos en una máquina CNC, así como en una línea de producción de tarjetas electrónicas. Gracias a su carácter multifuncional, el sensor no solo monitoriza el aire comprimido, sino que también puede medir el caudal actual en el flujo másico y volumétrico, así como la energía en kWh, la presión y la temperatura, y ofrecer los resultados en directo, por ejemplo para la Monitoring Box. En la sede de Waldkirch, el FTMg está integrado en el Internet de las cosas a través de la pasarela TDC-E para la monitorización de la energía en toda la planta y en servicio continuo en los armarios climatizados del escáner láser de seguridad.

También con los primeros clientes piloto se han utilizado los distintos niveles de ampliación para la monitorización del aire comprimido con el sensor FTMg. En especial la solución completa con la aplicación Monitoring genera un gran interés, por ejemplo en la empresa BOCK en la localidad bávara de Postbauer-Heng. Como fabricante de componentes de alta calidad para sillas de oficina, muebles para salones y productos para el automóvil, BOCK es proveedor directo o indirecto de las grandes marcas del sector a través de sus sedes internacionales. Tras recibir un asesoramiento técnico de SICK junto con un análisis de los requisitos se planificó, elaboró e instaló un sistema de gestión energética para el sistema de aire comprimido en colaboración entre ambas empresas. Poder observar de cerca los gastos de explotación del aire comprimido es un valor añadido adicional. “SICK nos proporciona una solución a medida que lo cubre todo: hardware estandarizado, software desarrollado específicamente para nosotros y una conectividad hasta el nivel de la nube con cifrado de seguridad y orientada al futuro”, confirma Christian Bock, director técnico de ingeniería y procesos en BOCK.

Para profundizar en la temática de la monitorización de la energía y, en especial, del aire comprimido puede encontrar más información en el libro blanco de SICK “Monitorización multifuncional del consumo de aire comprimido en sistemas de gestión de la energía según ISO 50001:2018”.

 

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