La Gestión de Instalaciones está desarrollando un concepto amplio para edificios comerciales y fábricas con el fin de reducir los costes de funcionamiento y mantenimiento de forma permanente y garantizar la disponibilidad técnica de sus sistemas.

El objetivo es conseguir una “producción verde” y mejorar la productividad, y por lo tanto la rentabilidad, en toda la empresa mediante la reducción de los costes de suministro energético, la distribución eficiente de la electricidad, el equilibrado de las cargas máximas, la optimización informática del consumo eléctrico y la aplicación de un concepto avanzado de distribución de energía como parte de un sistema de gestión energética para toda la empresa que se ajuste a la norma DIN EN 16001. Para conseguir esto, las redes de potencia y de datos necesitan un sistema de comunicación convergente y normalizado. Se instalará un sistema de control energético para los consumidores de electricidad más importantes. Esto incluirá, por ejemplo, el control de los procesos técnicos de la energía, la gestión del consumo eléctrico y la concienciación de los usuarios.

La comunicación como requisito previo de la eficiencia
Actualmente, la capacidad de los equipos industriales para comunicarse todavía se considera una función auxiliar. Sin embargo, el funcionamiento aislado es contraproducente para mejorar la eficiencia de los procesos industriales. La falta de diagnóstico es perjudicial para la disponibilidad del sistema, mientras que el funcionamiento eficaz desde el punto de vista energético de un sistema solo es posible si se identifican los consumidores de la energía. Y estos dos aspectos solo se consiguen a través de la comunicación. Por lo tanto, el objetivo debe ser conseguir que todos los dispositivos que funcionan en una red sean visibles y controlables.

La jerarquía de la comunicación y el suministro de energía en la industria
En la industria, el equipo y los sistemas se alimentan mediante tres líneas básicas: potencia, datos y señales. Los dispositivos con un alto consumo de potencia siempre disponen de una conexión de potencia de 400 voltios, pero tienen una capacidad de comunicación inferior al 50 %. Estos dispositivos deben integrarse como participantes en una red eléctrica para permitir la administración completa y sin problemas. De esto se derivan unos requisitos claros de la red eléctrica. Cuando el dispositivo está conectado a la red eléctrica, debe ser detectado inmediatamente; debe ser posible determinar su consumo de potencia y desconectar la carga de forma localizada. Estas funciones de administración de la red eléctrica solo requieren una parte mínima del ancho de banda de la red.

Funciones como la automatización, por otro lado, requieren comunicaciones rápidas para la transmisión de datos en tiempo real. Por ejemplo, los sistemas automáticos de inspección óptica necesitan un sistema de comunicaciones de banda ancha.

Instalación de un sistema de comunicaciones sobre la red eléctrica
Con el fin de reducir los costes de instalación adicionales, HARTING ha elegido la comunicación a través de los cables de suministro eléctrico como método para gestionar las funciones básicas de la red eléctrica. Sin embargo, a medida que las redes convergen, esto no debe ser diferente de la comunicación a través de cables de comunicaciones independientes. Por lo tanto, se ha escogido Ethernet como base para las comunicaciones de la red eléctrica de modo que se puedan ampliar las funciones básicas según las necesidades. Las funciones inteligentes transformarán las redes eléctricas no gestionadas tradicionales en un sistema smart Power Network. Los componentes de la red asumirán un papel fundamental porque solo a través de estos componentes será posible materializar las topologías que necesita la industria. Por lo tanto, estas unidades HARTING Smart Power Network constituyen la columna vertebral de la red: HARTING ha extraído conclusiones de esta situación y es la primera empresa que configura componentes de red de energía con capacidades de comunicación.

Utilización de Ethernet estándar
Una red Ethernet se administra mediante componentes de red gestionados. La función de estos switches gestionados se puede transferir lógicamente a las unidades HARTING smart Power Network.

Una de las principales funciones de gestión en cualquier red es la visualización de la topología y de los participantes conectados. Si se selecciona Ethernet para la comunicación en las redes de suministro, la topología de la red de comunicaciones es la misma que la de las redes eléctricas, ya que el sistema de comunicaciones y el suministro eléctrico utilizan un solo cable. Por lo tanto, las funciones de Ethernet estándar, que son muchas, se pueden emplear para la administración de la red eléctrica.

De esta forma se evitan soluciones propietarias. El sistema es abierto y escalable, ya que la incorporación de líneas de comunicación independientes garantiza un ancho de banda mayor sin limitaciones de compatibilidad.

Funciones de gestión de potencia
Se requieren soluciones integrales para trazar las distintas topologías de las redes de energía y datos, que puedan transmitir los datos de consumo sin cables de datos adicionales a las salas de control, por ejemplo, y que permitan el control del estado de la red sin necesidad de instalaciones ni programación adicional.

El detector automático de topologías integrado es especialmente conveniente cuando se pone en funcionamiento una red por primera vez y para el manejo y la visualización del sistema de distribución de energía instalado. Tan pronto como se inicia el sistema, se detectan los distribuidores de electricidad y sus consumidores y se muestran con las cifras actuales de consumo en un ordenador industrial o una pantalla principal.

También es posible integrar un sistema de gestión de carga. El objetivo es evitar que se superen unos valores máximos preestablecidos.
Por lo tanto, tiene sentido determinar con antelación los consumidores que permitirán la conmutación automática en función de la carga.

Control de estado
El control de estado de las cargas en el sistema de distribución de energía y en las máquinas y el equipo se basa en el registro y el análisis regulares de los datos significativos y sirve para que las operaciones sean seguras y eficaces. Además de medir la producción en los distribuidores “T”, se controla permanentemente toda la red de distribución eléctrica y sus unidades HARTING smart Power Network. Cualquier cambio en la instalación y en la calidad de la red será analizado y registrado. Esto quiere decir
que se pueden detectar inmediatamente las caídas de tensión, las posibles roturas del cable o las conexiones incorrectas, por ejemplo, antes de que falle el sistema.

Consumo de energía
Es necesario tener una perspectiva general de los consumidores para reducir los costes energéticos eficazmente. Con este fin, las unidades HARTING smart Power Network de cada uno de los subdistribuidores o armarios de control utilizan un circuito integrado de medición para captar y almacenar las cifras que permiten calcular el consumo de electricidad. La forma más sencilla de reducir el consumo de energía es desconectar a los consumidores. El sistema E/S normalizado en los distribuidores de potencia administrables permite desconectar mediante un PLC y sin necesidad de protocolos adicionales aquellos consumidores o sistemas que no son necesarios.

Visualización
Todos los datos de medición de la instalación se procesan en ordenadores industriales.
Los datos se leen desde las unidades HARTING smart Power Network mediante una interfaz de comunicaciones normalizada, se procesan y se archivan.

Los cambios significativos en los valores de medición se registran, analizan, almacenan y visualizan en ordenadores industriales o en la sala de control, dependiendo de su importancia. Se calcula la potencia de toda la instalación o de cada circuito de salida, por ejemplo. Se muestra también tanto la utilización en relación con la potencia nominal como una alarma en caso de sobrecarga.

Beneficios
•    Reconocimiento automático de la red de energía mediante distribuidores  de energía  inteligentes.
•    Incremento de la disponibilidad del sistema mediante funcionalidades de monitorización del estado de la red.
•    Registro y análisis del consumo energético en la red.

Autor:

Andreas Huhmann, Strategy Consultant Connectivity & Networks, Germany, HARTING Technology Group, Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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