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4/2008
La revista tcnica corporativa del Grupo ABB
www.abb.com/abbreview
Revista ABB
Pioneering spirits
A revolution in high dc current measurement
page 6
Team-mates: MultiMove functionality heralds a new era in robot applications
page 26
Best innovations 2004page 43
a
Los frutos de la innovacin
Lo ms destacado en innovacin de 2008
pgina 6
Batiendo rcords: aparamenta para tensin ultra alta
pgina 20
FlexPickerTM IRB 360: el robot que recoge y envasa
pgina 29
La bombilla elctrica es un smbolo, por no decir el arquetipo de la inno-vacin. La luz artificial ha proporcio-nado a la humanidad una flexibilidad en el horario de las actividades des-conocida anteriormente, lo que a su vez ha permitido enormes avances que van de la libertad personal a la productividad industrial. Incluso es posible que la luz elctrica sea el producto de fabricacin humana ms visible al contemplar la Tierra desde el espacio.No todas las innovaciones deben cambiar el mundo de una forma tan profunda, pero s pueden hacer que avancen los bordes de la tecnologa en cada una de sus reas especfi-cas. El presente nmero de la Revis-ta ABB, Los frutos de la innovacin, celebra los adelantos ms brillantes de 2008.
3Revista ABB 4/2008
Editorial
La sociedad global se est uniendo para tratar de mitigar diversos problemas importantes a los que se enfrenta la humanidad en nuestros das. Entre ellos, los ms destaca-dos son la rpida disminucin de los recursos de agua potable, la escasez de las reservas de energa primaria y las consecuencias negativas del calentamiento global.
Los medios de comunicacin resaltan estos retos y afirman que es preciso un cambio espectacular en la actitud de la gente y que se deben lograr inmediatamente nuevos avan-ces tecnolgicos que resuelvan los problemas. Sin embar-go, no siempre es necesario que se produzca un cambio revolucionario en la tecnologa. A menudo las soluciones ms eficaces se consiguen adaptando tecnologas ya exis-tentes, de forma que evolucionen para resolver nuevos problemas. Si bien esas tecnologas ya existen, los medios de comunicacin raramente las reconocen como innovado-ras, aunque es verdad que pueden ser muy eficaces. Las innovaciones en la industria han ido evolucionando en silencio, con escasa atencin de los medios de comunica-cin, aunque la tecnologa que puede ayudar a facilitar la solucin de los retos a los que nos enfrentamos actualmen-te est ya disponible en gran medida. Si se utiliza la tecno-loga existente y se aplica para resolver nuevos problemas, no se precisan unos saltos en el desarrollo tecnolgico que exigen la dedicacin de mucho tiempo. Los pequeos pasos innovadores suelen conducir a un rpido desarrollo de soluciones sin atraer la atencin de los medios de comunicacin.
Consideremos, por ejemplo, el enorme potencial de ahorro de energa que se podra conseguir en edificios, viviendas privadas, oficinas y fbricas. As pues, utilizando tecnolo-gas existentes para aplicarlas a problemas nuevos y consi-guiendo pequeos avances innovadores, ABB ha desarro-llado un cmodo sistema de control llamado Living Space (espacio habitable), que gestiona la energa destinada a hacer funcionar eficientemente un edificio.
ABB puede ahora conectar enormes parques elicos situa-dos a gran distancia de la costa a redes en tierra por medio
de cables submarinos en CC, y tambin puede conectar centrales hidroelctricas a redes que cruzan fronteras inter-nacionales, como la de Noruega y los Pases Bajos. Estas innovaciones han hecho posible la explotacin de recursos remotos de energas renovables que, de otra forma, no habran estado a nuestro alcance.
La alimentacin de las megaciudades de la costa oriental de China, grandes consumidoras de energa, con la electri-cidad generada a miles de kilmetros al oeste, ha exigido el paso a tensiones ultra altas, por encima de 1 MV. Este paso fue preciso para reducir significativamente las prdi-das por transmisin que se produciran con los mtodos clsicos. Se plantearon nuevos retos en la tecnologa de aparamenta, bien probada en millones de instalaciones de baja tensin, para hacer frente a estos nuevos niveles de tensin ultra alta. ABB est orgullosa de haber dado este paso evolutivo y presentar la primera aparamenta aislada en gas de 1.100 kV en China.
Tambin evolucionan las capacidades de los robots. El FlexPicker de ABB, el robot que ya poda clasificar a gran velocidad pequeas piezas en una lnea de produc-cin, puede ahora, en su segunda generacin, realizar 130 operaciones por minuto, moviendo cargas del orden del kilogramo a nuevos lugares con una precisin de menos de un milmetro con aceleraciones superiores a 10 G.
stos son slo algunos ejemplos de los cambios evolutivos que ABB ha promovido silenciosamente. ABB seguir mejorando las tecnologas y desarrollando nuevas aplica-ciones, proporcionando as una base para soluciones que respondan a los retos que nos esperan.
En este nmero de la Revista ABB deseamos compartir con ustedes algunas de nuestras tecnologas evolutivas. Los fru-tos de nuestra inversin anual en I+D, superiores a los mil millones de dlares, los recogen nuestros clientes, lo que se aade a una abundante gama de mejoras para la socie-dad en su conjunto.
Que disfruten de su lectura.
Peter TerwieschDirector general de tecnologaABB Ltd.
Una evolucin silenciosa
4 Revista ABB 4/2008
Revista ABB 4/2008Los frutos de la innovacin
ndice
Lo ms destacado en innovacin
6Un 2008 innovadorLa Revista ABB destaca ocho grandes innovaciones
del ao.
Innovaciones de productos
11Living Space (espacio habitable)Ahorros a su alcance: el elegante concepto Living
Space de Busch-Jaeger hace ms atractivo que nunca
el ahorro de energa.
15Acertar a la primeraLa familia de rels RE_60_ est lista para tomar el testigo
en las aplicaciones de distribucin.
20Noticia de ltima horaABB est batiendo rcords con su aparamenta de
tensin ultra alta aislada por gas en China.
25Una plataforma ms inteligente, un proceso ms inteligenteABB presenta un sistema mejorado de control de
calidad para la industria papelera.
29Seleccionar un ganador y pegar fuerteEl FlexPickerTM de segunda generacin no slo est en
los titulares.
Innovaciones de sistemas
34El dominio de la red elctricaLa unin (en redes) hace la fuerza: una mejor vigilancia
de una zona extensa ayuda a controlar la estabilidad de
la red.
40El futuro est aquUn enlace enterrado bajo el fondo marino:
el mayor parque elico marino del mundo entra en
funcionamiento con el sistema de transmisin HVDC.
44Seguridad integradaLa seguridad no debe ser algo de lo que nos acordemos
en el ltimo momento. Con el sistema 800xA High
Integrity, la seguridad forma parte integral del sistema
de control.
Revista ABB 4/2008
6
15
34
51
Prioridad a I+D
49Alimentar la eficienciaHe aqu un motivo de reflexin: el sistema 800xA de
ABB est controlando con xito pequeas plantas de
produccin de bioetanol.
51Se necesita la vestimenta adecuadaLa vida al aire libre requiere un atuendo adecuado:
hay nuevas resinas que mantienen seguros y secos los
transformadores de instrumentos de exterior.
55Bajo vigilanciaEl control y la vigilancia avanzados comprueban que las
redes elctricas se portan bien.
Eternos pioneros
59HVDCLa innovacin consiste en no seguir siempre las reglas:
ABB ha dado una respuesta directa al transporte de
grandes volmenes de energa elctrica.
www.abb.com/abbreview
6 Revista ABB 4/2008
Un 2008 innovadorador
En los laboratorios y centros de investigacin de ABB de todo el mundo, ms de 6.000 cientficos e ingenieros trabajan intensamente para desarrollar las tec-nologas que harn posibles los productos del maana.
Todos los aos se alcanzan numerosos xitos, de modo que escoger las mayores innovaciones no es tarea fcil. Las tecnologas que se presentan aqu no son ms que una pequea muestra de los logros que merecen destacarse. Se han escogido para permitir una visin de las diversas reas en las que estn activos los equipos de investigacin y desarrollo de ABB.
Los aspectos que se presentan en estas pginas representan un breve repaso a esas innovaciones, las cuales se tratan con mayor detalle en artculos ms extensos incluidos en este nmero de la Revista ABB.
7Revista ABB 4/2008
Un 2008 innovador
Themenbereich
Funcin y estilo
Los edificios de alta eficiencia ener-gtica desempean un papel cada vez ms importante para aliviar los acuciantes cambios del clima. Con unos componentes inteligentes de los edificios equipados con sensores y actuadores se puede ajustar autom-ticamente la iluminacin solar o el alumbrado nocturno de las habitacio-nes. Asimismo, se pueden regular la calefaccin y la refrigeracin para que proporcionen el mximo confort a los ocupantes con el mnimo consumo de energa. Una infraestructura inteligen-te en los edificios tambin ofrece a las personas sistemas de seguridad, msica, vdeo o conexiones a Inter-net. La tecnologa para estas funcio-nes universales en los edificios ya est aqu, pero, se utilizar?
Busch-Jaeger, miembro del grupo ABB, ha desarrollado con su con-cepto Living Space una nueva genera-cin de tecnologa de la edificacin que
combina flexibilidad y confort con efi-ciencia energtica y seguridad.
La comunicacin del usuario con el sis-tema es muy intuitiva y similar a otras plataformas a las que los usuarios estn
acostumbrados por los sistemas moder-nos de informacin y comunicacin. Pantallas tctiles intuitivas que permiten un control amplio y flexible de toda la infraestructura del edificio e incluso proporcionan informacin sobre el con-sumo de electricidad y noticias o infor-macin meteorolgica, mientras suena la msica de J. S. Bach en el dormitorio de arriba.
Nunca ha sido ms simple el ahorro de energa en los edificios que con los paneles de uso fcil y diseo elegante de la tecnologa de ABB Living Space, de Busch-Jaeger.
Para ms informacin, vase Living Space en la
pgina 11 de este nmero de la Revista ABB.
Un rel hecho en un solo paso
El proceso de desarrollo de un pro-ducto nuevo se ve a menudo dificul-tado por problemas de presupuesto y de incumplimiento de plazos. Estos problemas suelen deberse a la esca-sa claridad de las especificaciones o a los cambios realizados en stas durante el proceso de diseo. ABB introduce ahora en el mercado rels de gama baja desarrollados de acuerdo con la filosofa acertar a la primera.
Se ha conseguido un ciclo rpido de desarrollo del producto analizando con cuidado sus requisitos funcionales y cumpliendo de forma estricta las especificaciones.
Si se aplica el principio de desarrollo de productos que sean vlidos en la prime-ra prueba, se crea un prototipo y se evitan los rediseos. Esto ha sido posi-ble por medio de la simulacin del
hardware y el software del rel con la utilizacin de herramientas avanzadas.
Los rels estn destinados a aplicacio-nes de distribucin de gama baja. REJ 601 y REF 601 son rels accionados con motor auxiliar que proporcionan proteccin trifsica contra sobreintensi-dad y fallos de tierra con interfaces de sensor Rogowski. El REJ 603 es un rel autoalimentado con proteccin trifsica para sobreintensidad y fallo de tierra con una interfaz de transformador de corriente personalizada. El REJ 603 fue el primero en aparecer en el mercado, seguido en breve por los dems.
Para ms informacin sobre estos rels y su
desarrollo, vase Acertar a la primera en la
pgina 15 de este nmero de la Revista ABB.
Thema
Themenbereich
Un 2008 innovador
Themenbereich
8 Revista ABB 4/2008
Alerta anticipada
La red elctrica que nos suministra energa de alta calidad a todos es un entramado de miles de kilmetros de cables y tendidos areos. Millones de consumidores estn conectados y cientos de centrales distintas sumi-nistran su energa en diferentes pun-tos. Un sistema de este tipo es muy sensible a las perturbaciones, por pequeas que sean, que en condicio-nes desfavorables pueden crecer hasta provocar un fallo completo: lo que se llama un apagn.
Cuanto antes reciba el gestor de la red una alerta sobre un problema
crucial de este tipo, mejor podr adop-tar medidas preventivas para contrarres-tarlo. Los gestores de redes de gran tamao buscan esas seales anticipadas de alerta sobre una cada de frecuencia en Espaa, por ejemplo, que podra lle-gar a producir la desconexin de una central elctrica en Suecia. Esto les per-mite adoptar medidas preventivas. Los sistemas tradicionales Supervisory Con-trol and Data Acquisition (SCADA) (Control de supervisin y adquisicin de datos) empleados por los gestores no proporcionan esta informacin. Aho-ra, Network Manager, la solucin de ABB para SCADA y los sistemas de ges-tin de energa, ofrece una vigilancia de red de amplio alcance y una nueva serie de herramientas que permiten conseguir un control total de la red, aunque ocupe miles de kilmetros.
Unas pocas (relativamente) unidades de medicin de fasores en la red bastan para conseguir una visin completa en tiempo real de la estabilidad del siste-ma.
Para ms informacin, vase El dominio de la red
elctrica en la pgina 34 de este nmero de la
Revista ABB.
La aparamenta aisla-da por gas consigue un nuevo rcord de niveles de tensin
China, con sus enormes distancias entre las centrales elctricas situadas en el oeste y los principales consumi-dores, que se encuentran en el este, est abordando la implantacin de un nivel superior de tensin de transmi-sin mediante la instalacin de lneas de transmisin de 1.100 kV de CA. Al multiplicar por dos la tensin desde el nivel clsico de 550 kV se reducen las prdidas por transmisin a la cuarta parte, lo que representa un considerable ahorro de energa.
Para mantener unas dimensiones razonables de las subestaciones con este nivel de tensin extraordinariamen-te alto, se instalar aparamenta aislada por gas (GIS), conjuntos muy compac-tos de interruptores automticos y con-mutadores. ABB ha dado el salto a este nivel de tensin ultra alta y ha desarro-llado, junto con sus asociados, la prime-ra GIS mundial de 1.100 kV. La subesta-cin con esta GIS se instalar cerca de
la ciudad de Jingmen, en China Central. Transportar al norte de China parte de la energa producida por la central elc-trica de las Tres Gargantas.Las pruebas de tipo de los componen-tes de la GIS se han efectuado simult-neamente en laboratorios chinos, sue-cos y suizos. Este logrado proyecto no slo supone el inicio de una nueva era
en la transmisin de tensin ultra alta, sino tambin una potente demostracin de las capacidades combinadas de inge-niera de los lderes tecnolgicos mun-diales.
Para ms informacin, vase Noticia de ltima hora
en la pgina 20 de este nmero de la Revista ABB.
9Revista ABB 4/2008
Un 2008 innovador
Themenbereich
Un nuevo sistema de control de calidad para los fabricantes de papel
La nueva Network Platform (platafor-ma de red), la componente funda-mental del sistema de control de cali-dad (QCS) de ABB para los fabrican-tes de papel, est ayudando a reducir los costes y a conservar el puesto de
ABB como primer proveedor de siste-mas QCS en el sector papelero mun-dial.
La produccin moderna de papel implica una conjuncin inimaginable de tecnologas, en la cual la plataforma de exploracin (escaneo) es el punto esencial. Los sensores de la plataforma miden condiciones tales como la hume-dad o la orientacin de las fibras de papel a medida que se est fabricando. Los datos de los sensores se recopilan y se introducen en complicados algorit-mos de control, que generan instruccio-nes para la mquina del papel.
Network Platform incorpora tecnologa de vanguardia, cumple totalmente las normas actuales y tiene la capacidad de adaptarse a muchos avances tecnolgi-cos nuevos.
Nuevas herramientas y formas de pre-sentacin de diagnsticos ayudan a aumentar la facilidad de acceso del cliente a los datos del proceso del papel. Esto, unido a la sencillez y flexi-bilidad globales del sistema, reduce las necesidades de formacin y facilita la configuracin en fbrica y durante la entrega del proyecto.
La construccin, instalacin y prueba del cdigo objeto cuando se modifica la fuente se puede lograr en tan slo 24 horas. Adems, en la plataforma de exploracin se emplea el lenguaje estndar C++ para obtener la mxima portabilidad y compatibilidad.
Para ms informacin sobre la Network Platform de
ABB, vase Una plataforma ms inteligente, un pro-
ceso ms inteligente en la pgina 25 de este nmero
de la Revista ABB.
Tiempo tormentoso
Con una demanda mundial creciente de energas renovables, la produccin de electricidad con turbinas no deja de aumentar. Entre tanto, se estn planificando parques elicos con una potencia nominal total de ms de 15.000 MW en el Mar del Norte y el Bltico, el primero de los cuales se encuentra ya en fase de implantacin. Alemania, pas pionero en energa e-lica, est construyendo el mayor par-que elico del mundo en el Mar del Norte. Cuando finalicen los proyectos de parques elicos actualmente en marcha en esta zona, la red de par-ques elicos del Mar del Norte dis-
entre Finlandia y Estonia en menos de 20 meses, un rcord mundial para la instalacin de un sistema de ese tipo.
Actualmente, ABB va a entregar las primeras conexiones a la red de par-ques elicos del Mar del Norte, que incorporan un sistema HVDC Light con 400 MW. El transporte de la energa desde el primer nodo de conexin para varios parques elicos hasta la red de transmisin en la subestacin transfor-madora de la costa alemana se realizar con 128 km de cable submarino y 75 km de cable subterrneo.
Para ms informacin, vase El futuro est aqu en
la pgina 40 de este nmero de la Revista ABB.
pondr de unos 6.300 MW de poten-cia nominal.
Para transportar la energa elctrica a ms de 100 km se requieren siste-mas de transmisin HVDC con conexio-nes por cable. ABB ha demostrado recientemente que la tecnologa HVDC Light adecuada podra prestar tal servi-cio, con la realizacin del enlace Estlink
Un 2008 innovador
Themenbereich
10 Revista ABB 4/2008
El FlexPickerTM de nueva generacin
El FlexPickerTM de segunda genera-cin que acaba de desarrollarse ga-rantizar que ABB siga en vanguardia en lo que a soluciones robticas se refiere, dando respuesta a las deman-das cada vez mayores del sector de recogida y envasado de productos para mejorar la productividad.
El nuevo FlexPicker IRB 360 se bene-ficia de las caractersticas de diseo, muy logradas, del IRB 340, lo que per-mite mayores cargas tiles, menor ocu-pacin de espacio, un mantenimiento ms fcil y mayor flexibilidad de traba-jo. Se conserva el diseo bsico de robot delta. Consta de tres brazos cada uno es un paralelogramo, unidos por juntas universales a la interfaz de la herramienta. Los pesados componentes del motor se encuentran en la caja base, de forma que los brazos, de poco peso,
se puedan mover rpidamente con una precisin reproducible.
Se ha desarrollado una versin ms pequea para aumentar la productivi-dad dentro del espacio reducido de la planta de la factora. Mejoras en el con-trolador de movimiento, QuickMoveTM y TrueMoveTM, proporcionan ciclos ms cortos a fin de poder mantener la pro-ductividad con un nmero menor de robots, lo que permite reducir el espa-cio todava ms. El controlador de movimiento mejorado, acoplado a todos los robots de la generacin FlexPicker IRB 360, permite cargas tiles mayores debido a su mayor control de movi-mientos y reduce asimismo los daos por colisin, ya que detecta los fallos de funcionamiento y detiene automti-camente las operaciones.
La gran demanda de la industria alimen-taria llev al desarrollo de una versin que se puede limpiar fcilmente con agua caliente a alta presin aplicada a corta distancia. Unas mejoras universa-les adicionales de la duracin de los
componentes aseguran que el FlexPicker de nueva generacin sea ms robusto y requiera menos mantenimiento.
Para ms informacin, vase Seleccionar un gana-
dor y pegar fuerte en la pgina 29 de este nmero
de la Revista ABB.
Introducir seguridad para el sistema de control
Tanto en casa como en el trabajo, descuidar la seguridad es abrir la puerta a los accidentes. En las plan-tas de procesamiento, la vigilancia de la seguridad se pone en manos de complejos sistemas que ayudan a los
seres humanos con su vigilancia. Si bien estos sistemas solan ser com-plementos que actuaban indepen-dientemente del sistema de control, la creciente complejidad de las plantas industriales est convirtiendo esta opcin en algo cada vez ms inflexi-ble y costoso. La respuesta de ABB es el sistema de seguridad 800xA High Integrity, que puede integrarse completamente en la plataforma del sistema de control 800xA de la compaa.
Puesto que el sistema de seguridad 800xA High Integrity forma parte integral de la plataforma de control del sistema 800xA, dispone de acceso a todos los datos necesarios para el pro-ceso y puede suministrar al gestor toda la informacin que afecte a la seguri-dad. Los gestores, con el apoyo de una secuencia comn de eventos y funcio-nes de manejo de alarmas, pueden ana-lizar situaciones peligrosas al tiempo que desarrollan y toman decisiones cla-
ve que potencialmente evitan o alivian considerablemente sus consecuencias.
Gracias a la gran similitud de los equi-pos y herramientas de software utiliza-dos en los sistemas de seguridad y con-trol de procesos, se reduce la necesidad de formacin general del gestor, aumenta su comprensin del proceso y se eliminan complicaciones.
La plataforma 800xA High Integrity de ABB recibi en 2008 un certificado de seguridad SIL31).
Para ms informacin sobre la plataforma 800xA
High Integrity, vase Seguridad integrada en la
pgina 44 de este nmero de la Revista ABB.
Nota a pie de pgina1) El nivel de integridad de seguridad (SIL) es una
medida del nivel relativo de riesgo, y SIL3 es el
nivel ms alto que se encuentra usualmente en la
industria de procesamiento.
11Revista ABB 4/2008
Innovaciones de productos
Vivimos en una sociedad en la que el acceso en lnea a cualquier tipo de informacin es algo normal. Por ejemplo, los telfonos mviles combinan una amplia gama de funciones, desde simplemente hacer llamadas, a hacer fotografas, grabar vdeos y reproducir msica con gran calidad, pasando por la navegacin por Internet y el envo de correos electrnicos. Ahora se ha llegado a disponer por primera vez de una plataforma, igualmente universal, en un rea de enorme importancia prctica: el control de edificios. Con el concepto Living Space de Busch-Jaeger, ABB ha desarrollado una nueva generacin de tecnologa de sistemas para edificios que propor-ciona un gran nivel de flexibilidad, combinando confort, eficiencia energtica y seguridad. Living Space no slo satisface la necesidad de una informacin de amplia cobertura, sino que tambin permite la optimizacin del consumo de energa en el edificio, tan necesaria en estos tiempos.
Living Space (espacio habitable)Una nueva dimensin en el control de edificiosBernhard Drstel
12 Revista ABB 4/2008
Espacio habitable
Innovaciones de productos
productos de tecnologa para edificios nuevos niveles de sencillez para el usuario as como de elegancia. Las solu-ciones innovadoras Busch-PriOn y Bush-ComfortTouch de Busch-Jaeger van a desempear un papel pionero en la introduccin generalizada de mayor eficiencia energtica y seguridad en todo tipo de edificios.
En esta oferta, los supuestamente pequeos detalles son los que marcan la diferencia. Un ejemplo es la codifica-cin coherente con colores para deter-minadas funciones, tales como la ilumi-nacin, las persianas, la calefaccin o los ambientes luminosos. Todas las fun-ciones de iluminacin se identifican con el color amarillo (que simboliza el sol y la claridad), las funciones de calefac-cin estn sealadas con el mbar (de la calidez y el confort) y el control de las persianas, con el azul (que simboli-za el frescor y el color del cielo). El magenta, que simboliza la extravagan-cia, el teatro y la puesta en escena, se emplea para los ambientes luminosos 1 . Estos cdigos son independientes del idioma que se habla y pueden com-prenderse internacionalmente.
El concepto de control por el usuario constituye la base de la nueva gama de productos Busch-Jaeger y ofrece diver-sas soluciones para el control de edifi-cios modernos, que cubren desde una unidad de control distribuido a un panel central multimedia.
La elegante presentacin de la inteligencia oculta dentro de un edificio demuestra una actitud positiva hacia la vida.
Una sola unidad de control para todas las habitacionesLa nueva unidad de control distribuido para habitaciones, Busch-priOn, salva el hueco existente entre el programa clsi-co de conmutacin de la compaa y las modernas soluciones de panel. Pro-porciona un control claro e intuitivo de los componentes de la tecnologa de sistemas para edificios, tales como ilu-minacin, calefaccin/aire acondiciona-do o persianas. Un aspecto central de su cmodo empleo es el concepto de control mediante colores. Y gracias a su
opciones o integrarlas en una interfaz de usuario intuitiva.
Otro prerrequisito para una adopcin generalizada de esta tecnologa es un diseo sofisticado. Puesto que la inter-faz de usuario intuitiva constituye la nica parte visible de la tecnologa sub-yacente, es especialmente importante para que el usuario la acepte que el sentimiento de estar colaborando a la conservacin del medio ambiente vaya acompaado de elegancia y estilo.
El empleo de esquemas de control exhaustivos que cubran la iluminacin al tiempo que el control climtico del edificio permite un ahorro potencial de energa de casi el 60%.Para la mayora, la presentacin elegan-te de una inteligencia oculta dentro de un edificio subraya una actitud positiva hacia la vida y no debe ser subestimada como puerta de acceso para la tecno-loga innovadora.
ABB ha reconocido esta necesidad y est proporcionando a sus sistemas y
La moderna tecnologa de sistemas para edificios desempea un papel fundamental cuando se trata de reducir el consumo de energa en los edificios. De acuerdo con estudios actuales, el empleo de esquemas de control exhaustivos que cubran la iluminacin al tiempo que el control climtico del edificio permite un ahorro potencial de energa de casi el 60%.
Aunque esta posibilidad se ha identifica-do y se precisa urgentemente la aplica-cin de las medidas correspondientes, los sistemas de control universal estn lejos de generalizarse. Por qu? Incluso en los pases muy industrializados, hay muchas personas a las que les asustan las tecnologas supuestamente compli-cadas. Las experiencias negativas sufri-das con el empleo de aparatos de vdeo y televisin u ordenadores personales no ergonmicos, que exigan estudiar a fondo un grueso manual para poder uti-lizar las funciones ms bsicas, ha frena-do a muchos usuarios. La industria de productos para el consumidor ha admi-tido este umbral de inhibicin y est tratando de desarrollar mandos para tontos en dispositivos complicados.
Por lo tanto, con el fin de que la tecno-loga de sistemas para el ahorro de energa en los edificios le resulte ms atractiva al usuario, debe presentarle las
1 Ejemplo de un ambiente luminoso que se puede encender con slo pulsar un botn
13Revista ABB 4/2008
Espacio habitable
Innovaciones de productos
basados en los paneles de control de Busch galardonados, el Busch-Com-fortTouch ofrece muchas ms funciones y una pantalla mayor, lo que borra vir-tualmente las distancias existentes entre tecnologa de sistemas para edificios, entretenimiento domstico y comunica-ciones basadas en IP.
El botn giratorio presen-ta una caracterstica de diseo muy representativa e incluso creadora de estilo, que les resultar familiar a muchos usuarios de otras aplicaciones.
La posibilidad de visualizar y controlar aplicaciones basadas en IP y LAN o WLAN del mbito del entretenimiento domstico y la comunicacin basada en IP, que se ha incorporado por primera vez, hace del panel Busch-ComfortTouch un suplemento inteligen-te del PC con Internet privado, al que puede incluso sustituir 4 . El panel Busch-ComfortTouch no slo propor-ciona a los ocupantes un elemento de
El mando giratorio se puede combinar o ampliar con distintos mdulos. Todos los elementos de control del sistema, incluida la pantalla de TFT, incorporan una iluminacin de da y de noche seleccionable mediante un interruptor que permite adaptar a voluntad el nivel de claridad.
Se proporciona un confort y una efi-ciencia energtica extraordinarios gra-cias a un receptor de infrarrojos opcio-nal y a un sensor de proximidad en la banda del borde superior del Busch-priOn. ste combina diseo y funcin de forma inteligente. Cuando se aproxi-ma alguno de los ocupantes, automti-camente se activa la iluminacin de fondo de la unidad de control de la habitacin. De forma similar, la banda de la cubierta inferior se puede combi-nar con un sensor de temperatura y un controlador de la temperatura de la habitacin.
Todos los elementos de control del sistema, inclui-da la pantalla de TFT, incorporan una ilumina-cin de da y de noche seleccionable mediante un interruptor que permite adaptar a voluntad el nivel de claridad.
Una ventana al mundoCon el nuevo Busch-ComfortTouch, Busch-Jaeger ampla su gama de pane-les de control mediante una variante excepcionalmente innovadora. Con su diseo y su seleccin de materiales
estructura modular, Busch-priOn se puede adaptar individualmente a las necesidades de los usuarios 2 .
La variedad de funciones disponibles abre mucho campo a la libertad indivi-dual. Luz, persianas y electrnica de consumo se pueden controlar de forma individualizada o integrada en escenas vivientes completas. Esto permite crear el ambiente deseado con slo pulsar un botn: se atena la luz, se cierran las persianas y se hace sonar la msica favorita.
Durante el desarrollo del Bush-priOn, se asign la mxima prioridad a la sen-cillez y la facilidad de uso. El sistema se controla por medio de mandos tctiles o giratorios. El mdulo central se com-pone de una pantalla grfica de transis-tor de pelcula fina (TFT) combinado con un mando giratorio. El botn gira-torio de ajuste fino con retroiluminacin de colores y la pantalla claramente estructurada permiten un control seguro e intuitivo de todas las funciones 3 .
Se puede seleccionar y controlar cada funcin de forma rpida y cmoda. Se puede controlar y atenuar cada lmpara directamente, de forma independiente. Pantallas y persianas pueden controlar-se asimismo con el botn giratorio, y el clima en el edificio puede fijarse de forma individual para cada habitacin empleando la funcin de control de temperatura correspondiente.
El botn giratorio presenta una caracte-rstica de diseo muy representativa e incluso creadora de estilo, que les resul-tar familiar a muchos usuarios de otras aplicaciones (por ejemplo, en coches) o del iPod.
2 Elemento de control simple a y triple b con una intuitiva codificacin por colores y smbolosa b
3 Combinacin de tres Busch-priOn en presentacin cristal negro
14 Revista ABB 4/2008
Espacio habitable
Innovaciones de productos
La vigilancia del consumo permite ahorrar energaExisten muchas posibilidades de optimi-zar el consumo de energa en un edifi-cio y, de esa forma, influir positivamen-te en el entorno as como en el bolsillo del residente. Sin embargo, dicha opti-mizacin exige una determinacin ade-cuada del consumo real para poder evaluar lo que se consigue con las acciones adoptadas. El panel Busch-ComfortTouch proporciona una funcin de ese tipo, que permite visualizar los datos de consumo (por ejemplo, el con-sumo actual de electricidad) en diagra-mas claros de la pantalla 5 .
De esta forma, la nueva generacin de la tecnologa para edificios de ABB Busch-Jaeger proporciona los prerrequi-sitos con vistas a favorecer el medio ambiente y ahorrar costes de energa en cualquier edificio que lo tenga insta-lado. Estas innovaciones de ABB ofre-cen un elevado nivel de eficiencia ener-gtica sin que ello repercuta en la comodidad.
Los sistemas Busch-ComfortTouch y Busch-priOn estarn disponibles a partir de enero de 2009.
Bernhard Drstel
Busch-Jaeger Elektro GmbH
Miembro del Grupo ABB
Ldenscheid, Alemania
medio de un mando de iluminacin y la proteccin solar a los mensajes de alarma e incidencias. Incluso se pueden enviar a la pantalla del panel seales de vdeo procedentes de monitores externos, como cmaras de vigilancia exterior.
Las distintas aplicaciones se presentan en una pantalla de color de alta resolu-cin en formato 16:9. Entre otras carac-tersticas, la pantalla tctil muestra la estructura de las habitaciones como si fuera el plano de una casa e imgenes de fondo de las habitaciones con man-dos integrados o botones clsicos. Todos los elementos de control forman parte del concepto de control intuitivo, lo que permite al usuario localizar inmediatamente el camino a seguir en cualquier entorno.
control centralizado de toda la tecnolo-ga del sistema para el edificio, sino que representa asimismo un centro de comunicaciones que se puede controlar de forma intuitiva. Comprobar el ltimo informe meteorolgico o las noticias de la bolsa en Internet, recibir mensajes de correo electrnico, reproducir msica, ver videoclips, etc.; todo es posible con el panel Busch-Comfort-Touch.
No hace falta decir que el nuevo panel Busch-ComfortTouch ofrece todas las posibilidades que permiten un control cmodo de los equipos elctricos de un edificio, con pantallas claramente estructuradas para las distintas funcio-nes de conmutacin y control. Las fun-ciones se pueden definir individualmen-te y cubrir todas las reas que permiten vivir inteligentemente, desde la cale-faccin y el aire acondicionado por
4 Panel Busch-ComfortTouch con tecnologa integrada de red de siste-mas para edificios, comunicaciones basadas en IP y entretenimiento
5 Representacin de los datos de consumo de energa en el panel del Busch-ComfortTouch
Al aumento de la demanda de dispo-sitivos electrnicos inteligentes de gama baja (IED), ABB responde con el desarrollo de su propia cartera de rels de gama baja. En este contexto, la compaa inici su programa Cougar a finales de 2005. El objeti-vo inmediato de este programa era abordar el desarrollo de los tipos de rels REJ 601, REF 601 y REJ 603.
Acertar a la primeraDesarrollo innovador de rels inteligentes de gama baja para aplicaciones de distribucinBernhard Deck, Vijay Shah, Kornel Scherrer, Gerhard Salge
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Innovaciones de productos
REJ 601 y REF 601 son rels acciona-dos con motor auxiliar que proporcio-nan proteccin trifsica contra sobre-intensidad y fallo de tierra con interfa-ces de sensor Rogowski. El REJ 603 es un rel autoalimentado para pro-teccin trifsica contra sobreintensi-dad y fallo de tierra con una interfaz de transformador de corriente perso-nalizada. El REJ 603 fue el primero de estos productos en aparecer en el mercado. Poco despus se produjo la presentacin del REF 601.
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Acertar a la primera
Innovaciones de productos
utilizando los datos procedentes de dis-tintos usuarios finales, conseguidos por medio de una participacin activa de directores de productos de todo el mundo. Estas especificaciones se per-feccionaron en tres meses. Tambin se emprendieron estudios previos concre-tos a fin de definir el mtodo ms ade-cuado para los aspectos ms crticos del proyecto. Una vez que se hicieron fir-mes las especificaciones de mercado, se establecieron las especificaciones de producto para incorporar sus corres-pondientes mtodos de puesta en servi-cio. En esta fase, un dilogo activo entre gestin del producto y equipos de investigacin y desarrollo ayud a la creacin de unas especificaciones muy estables.
Diseo del productoUn desarrollo eficiente de productos exige la integracin y coordinacin de mltiples reas funcionales 1 .
Para acertar con precisin con el mto-do de acertar a la primera, se prest atencin especial a la simulacin exhaustiva de todos los aspectos del desarrollo del prototipo. Se revisaron a fondo los diseos elctricos desde los puntos de vista funcional, medioam-biental y de costes 2 .
Una vez que se propusieron a los inge-nieros de componentes de ABB las especificaciones de los componentes, se realizaron esquemas de la parte funcio-
mayor nmero de defectos que fuera posible, antes de iniciar la fase de pro-totipo de diseo. Para ciertos detalles, se iniciaron preestudios menores para verificar totalmente las funcionalidades y los requisitos.
La combinacin del proceso de diseo con la estricta aplicacin del modelo Gate Cuadro 1 y las pruebas de tipo intensivas del primer rel de gama ultrabaja, han permitido que el rel progrese desde el centro de diseo a la produccin. El nuevo dispositivo REJ603 es el primero de una nueva serie de gama baja.
El principio en el que se basa el mtodo de acer-tar a la primera es el de crear slo un prototipo y evitar as rediseos y modificaciones.
Planificacin de requisitosPara que tenga xito un desarrollo con el mtodo acertar a la primera, las especificaciones deben estar completa-mente claras.
Para tratar estos requisitos, se ha em -plea do una herramienta perfeccionada para la gestin de especificaciones. La herramienta ha ayudado a definir las especificaciones iniciales de mercado
Para que un producto sea competiti-vo en el segmento de gama baja, hay que tener en cuenta varios factores importantes: el coste total del dispositi-vo, incluido el diseo y el desarrollo, debera ser mnimo; debe incorporarse una mayor funcionalidad, y el tiempo hasta su comercializacin debe ser cor-to. Para satisfacer estos criterios, ABB ha adoptado el mtodo de desarrollo acertar a la primera. El principio en el que se basa este mtodo es el de crear slo un prototipo y evitar as rediseos y modificaciones.
En consecuencia, los requisitos deben estar muy claros desde el principio. Adems, era importante lanzarse a una revisin intensa y exhaustiva de los diseos mecnico y elctrico en lo que se refiere a los aspectos funcional, medioambiental (EMC1), temperatura, vibracin) y de coste. Se distribuyeron los diseos iniciales en ABB para su anlisis. El objetivo era identificar el
Cuadro 1 El modelo Gate de ABB
Un modelo Gate es una herramienta de apoyo a la toma de decisiones para la gestin de proyectos y empresarial. Su nombre procede de las llamadas puertas (gates) que sealan la realiza-cin de hitos importantes de un proyecto. Cuando se llega a una de esas puertas, se revisan los progresos y se deciden las acciones futuras.
1 Un desarrollo eficiente de productos exige la integracin y coordinacin de mltiples reas funcionales.
Interfaces hombre-mquina
Diseo mecnico
Cumplimiento de las pruebas
de tipo
Hardware (analgico, digital)
Alimentacin
Software incorporado
Algoritmos de proteccin
Configuracin PCB
IED
2 La creacin de un diseo de dispositivo electrnico inteligente (IED): del esquema al prototipo
Esquema
Prototipos fsicos
Configuracin de componentes
Prototipos virtuales
Modelizacin mecnica
Integracin virtual
Diseo PCB
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Innovaciones de productos
crticos, reduciendo el esfuerzo poste-rior a la integracin.
Tambin se desarroll un cdigo de prueba del hardware especializado para que las tarjetas pudieran realizar prue-bas de la disponibilidad del hardware bsico inmediatamente despus de la recepcin del PCBA.
El aspecto mecnico se dise en para-lelo. Este proceso captur asimismo los modelos en 3D del PCBA. La modeliza-cin virtual del producto completo ha ayudado a optimizar la configuracin interna del producto con un empleo efi-ciente del volumen disponible. Asimis-mo, ha ayudado a eliminar aspectos fsi-cos relacionados con desajustes internos del PCBA o de ste con la parte mec-nica. Este mtodo ha minimizado las tareas iterativas y los conflictos corres-pondientes que se suelen tener en cuen-ta en un ciclo de desarrollo clsico.
El diseo de los anlisis de montaje (DFA) y fabricacin (DFM) se ha lleva-do a cabo en prototipos virtuales inte-grados, siguiendo este modo de modeli-zacin de los productos. De esta forma, se han cubierto los aspectos cruciales de la revisin, al tiempo que se conse-guan ciclos ms cortos en la lnea de fabricacin.
Tambin se ha diseado un sistema de prueba automatizado que permite ciclos ms cortos de prueba del producto en fbrica durante la produccin. Este sistema ayuda a efectuar la comproba-cin funcional de alta calidad para cada muestra y asegura una plataforma comn de prueba del producto para los IED del Grupo de Productos de Auto-matizacin de Distribucin de ABB.
Aspectos tcnicos relevantes del REJ 603El REJ 603 es un dispositivo trifsico no direccional para proteccin contra sobre-intensidad y fallo de tierra, autoalimenta-do, con caractersticas DMT4) e IDMT5).
nal del diseo. El proceso de normali-zacin de componentes que se ha em -pleado ha ayudado asimismo a que la mayora de los tipos seleccionados pue-dan obtenerse igualmente de distintos proveedores. Esto asegura asimismo que los tipos de componentes seleccio-nados cumplan las especificaciones ms amplias de ABB. As se facilitan econo-mas de escala de los componentes que se emplean en comn con otros pro-ductos de la divisin de Automatizacin de Distribucin de ABB.
Se ha prestado especial atencin a una simulacin exhaustiva de todos los aspectos del desarrollo del prototipo.
La seleccin del microcontrolador tuvo en cuenta la flexibilidad necesaria de la arquitectura para poder cumplir las especificaciones de desarrollo del pro-ducto a corto y largo plazo (con carac-tersticas adaptables y reutilizacin del cdigo).
Posteriormente, los esquemas se pasa-ron a configuraciones de PCB2) con las bibliotecas de huellas/diagramas de PCB estndar. El proceso sigui unas pautas comunes para especificaciones PCBA3) que aseguraran una reduccin de la duracin del ciclo de fabricacin de PCBA. Asimismo, se revisaron las configuraciones de PCB para obtener una inmunidad ptima frente a las interferencias electromagnticas.
Asimismo, el cdigo (programa) incor-porado que tena que formar parte inte-gral del producto se program en un entorno de lenguaje de alto nivel (HLL). Se estructur el cdigo de forma que admitiera la mxima posibilidad de reutilizacin de mdulos. El perfilado del cdigo en un entorno simulado faci-lit tambin la estimacin del rendi-miento en tiempo real de los mdulos
3 Rel REJ 603 autoalimentado de proteccin del alimentador para la proteccin de redes de distribucin secundaria
Cuadro 2 Otros puntos destacados del rel REJ 603
Modo doble de medicin de fallos de t ierra: clculo interno y entrada de CBCT*) externa
Curvas IDMT integradas (IEC y especial) en un solo producto para cubrir las ne-cesidades de coordinacin del tiempo de proteccin de la red de distribucin secundaria
Salida de impulso de descarga del con-densador para bobina de disparo de baja energa
Indicador electromecnico incorporado de reinicio manual para indicacin de disparo
Facilidad de configuracin mediante interruptores DIP protegidos por una cubierta transparente
Diseo compacto y disposicin de monta-je adecuada para aplicaciones con RMU (en ingls, Ring Main Unit: celdas compac-tas)
Capacidad para probar todo el proceso, incluido CT primario, rel y bobina de disparo
Entrada binaria externa, activada por una entrada de tensin externa que se puede utilizar para el disparo a distancia del interruptor automtico
Nota a pie de pgina*) CBCT: transformador de corriente de ncleo
equilibrado.
Notas a pie de pgina1) EMC: compatibilidad electromagntica.2) PCB: tarjeta de circuito impreso.3) PCBA: circuito impreso completo.4) DMT: tiempo mnimo definido (un rel DMT se disea de forma que el tiempo necesario para que el rel se
dispare es aproximadamente constante para toda la gama de intensidades de trabajo del rel).5) IDMT: tiempo mnimo definido inverso (un rel IDMT se disea de forma que el tiempo necesario para que el
rel se dispare es inverso a la intensidad en parte de su gama de trabajo).
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Innovaciones de productos
para el usuario. Las entradas/salidas y la alimentacin universal permiten adaptar el rel fcilmente a las necesidades del usuario. Adems, la pantalla de LCD y los cinco LED exclusivos presentan con claridad y en lnea los datos medidos y los fallos, con registro de eventos/fallos que permite un rpido anlisis y trata-miento.
Unas comunicaciones opcionales permi-ten conectar el rel a sistemas de con-trol y vigilancia por medio de comuni-cacin serie para efectuar esas opera-ciones a distancia.
En el Cuadro 3 se presentan algunas otras caractersticas de los RE_ 601 4 .
rea de aplicacinEl RE_ 601 es un rel numrico de pro-teccin del alimentador, diseado para la proteccin y el control de los siste-mas elctricos de servicios pblicos e industrias en redes de distribucin
El REJ 603 ya se ha comercializado.
REJ 601 REF 601El REJ 601 REF 6016) es un rel acciona-do por alimentacin auxiliar que pro-porciona proteccin trifsica no direc-cional contra sobreintensidad y fallo a tierra con caractersticas DMT e IDMT. Emplea sensores de intensidad de Rogowsky para la medicin de la inten-sidad de corriente de fase.
El rel ofrece proteccin de tres etapas, cortocircuito y sobreintensidad contra fallos de dos fases a tierra, permane-ciendo inmune a la corriente magneti-zante de irrupcin del transformador. Tiene una amplia capacidad de autosu-pervisin. La proteccin integrada de los dispositivos RE_ 601, unida a las ventajas de los sensores de corriente modernos, proporciona la mejor dispo-nibilidad, compacidad y seguridad de las aparamentas de media tensin. El rel RE_ 601 tiene un diseo cmodo
El rel ofrece proteccin de dos etapas, cortocircuito y sobreintensidad contra fallos de dos fases a tierra, permane-ciendo inmune a la corriente magneti-zante de irrupcin del transformador. Dispone de una amplia capacidad de autodiagnstico y una funcin a prueba de fallos que hace que el interruptor automtico se dispare cuando la corrien-te de fase supera veinte veces la intensi-dad Is
max de la interfaz del CT y se pre-
senta un fallo crtico del rel interno.
En el Cuadro 2 se presentan algunos otros aspectos destacados del REJ 603 3 .
rea de aplicacinEl REJ 603 se ha diseado para la pro-teccin selectiva de cortocircuito y fallo de tierra de alimentadores en redes de distribucin secundarias y para protec-cin de transformadores en servicios pblicos e industrias. El dispositivo es un rel numrico autoalimentado que no requiere tensin de alimentacin exterior, lo que lo convierte en la opcin ideal para su instalacin incluso en lugares remotos que no disponen de alimentacin auxiliar. El rel se utiliza sobre todo en unidades de anillos prin-cipales en redes de distribucin y obtie-ne la energa del primario de los trans-formadores de corriente 5 .
Cuadro 3 Otros puntos destacados del rel RE_ 601
Curvas IDMT integradas (IEC y especial) en un solo producto
La interfaz del sensor elimina la necesi-dad de transformadores de corriente con valores nominales distintos
Disponibilidad de seleccin de cuatro gamas de intensidad
Indicaciones de unidad preparada/fallo interno del rel, inicio de la proteccin y disparo por medio de LED
Indicacin de sobreintensidad y fallo de tierra por medio de LED independientes
Alimentacin universal que permite compatibilidad con distintas condicio-nes de alimentacin de la instalacin
Entrada exterior para disparo y reinicio a distancia
Control del interruptor local y a distancia (slo en el REF601)
Funcin opcional de comunicacin serie a distancia con protocolo MODBUS-RTU
Capacidad para probar el hardware del rel
4 Rels REF 601 a y REJ 601 b a b
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Innovaciones de productos
Bernhard Deck
ABB Medium Voltage Products
Baden, Suiza
Vijay Shah
ABB Medium Voltage Products
Gujarat, India
Kornel Scherrer
ABB Power Products
Zrich, Suiza
Gerhard Salge
ABB Medium Voltage Products
Ratingen, Alemania
Nota a pie de pgina6) Un rel REF es un dispositivo de proteccin y
control del alimentador, mientras que un rel REJ
es slo un dispositivo de proteccin.
de montaje y no tiene componentes sueltos, instalndose fcil y rpidamente en interruptores como los de los tipos VD4/HD4-R de ABB.
El lanzamiento al mercado de los RE_ 601 est previsto para el cuarto trimestre de 2008.
primarias y secundarias 6 . El rel se emplea principalmente con interrupto-res automticos ABB de la serie VD4/HD4-R. Con su tamao reducido y las caractersticas tcnicas exclusivas, la serie RE_ 601 es una solucin ideal para remodelaciones e instalaciones en espa-cios limitados. Exige poca profundidad
5 Diagrama de conexin de los rels de proteccin del alimentador autoalimentados REJ603 REJ603
REJ603
Medicin
Medicin
Medicin
Prueba
S1
S1
S1
S2
S2
S2
C
C
C
D
D
D
X2-3/S1 X1-7/TC(+)
X1-8/TC(-)X2-4/S2
L3
L2
N
L1
E
X2-1/C
X2-2/D
X2-7/51
X2-8/S2X2-5/C
X2-6/D
X1-4/S1
X1-3/S2X1-5/C
X1-6/D
X1-2/S1
X1-1/S2
X2-9/EX1-9/BI(+)
X1-10/BI(-)
Prueba
Prueba
6 Diagrama de conexin del rel de sobreintensidad y fallo de tierra REF 601
REF601
Entrada fase RUaux
+
-
XK5
XK6
XK7
XK8
XK9
XK2
XK2
XK10
XK4
XK1
XK3
12
1234
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
1234
1234
12345
Entrada fase Y
Entrada fase B
BI: control a distancia
BI: cierre de interruptor
BI: reinicio a distancia
BI: apertura de interruptor
B -B +IGA -A +
Entrada de tierra de 1 ADisparo*
E/FDisparo
O/CDisparo
Unidad preparada
Cierre de interruptor
Apertura de interruptor
* Configuracin de disparo segn ENEL DK 5600
China necesita urgentemente energa elctrica. Por todo el pas se han levantado enormes centrales elctricas, y la gran cantidad de energa elctrica que fluye a las grandes megaciudades tiene que cruzar varios miles de kilmetros desde su origen hasta el usuario final.
Con esas dimensiones, las prdidas en las lneas elctricas pueden ser importantes. La Red Elctrica Estatal de China (SGCC) tiene como objetivo los 1.100 kV como el nivel de tensin para la transmisin de CA a fin de tener unas prdidas tan pequeas como sea posible, lo que constituye un paso hacia un nuevo dominio de redes elctricas.
ABB, junto con sus socios y proveedores, ha desarrollado el ncleo de ese tipo de sistema: un diseo de aparamenta con aislamiento en gas que pueda superar todas las pruebas con esta tecnologa innovadora.
Noticia de ltima horaAparamenta de tensin ultra alta para impulsar a ChinaWalter Holaus, Fredi Stucki
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Innovaciones de productos
21Revista ABB 4/2008
Noticia de ltima hora
Innovaciones de productos
La Red Elctrica Estatal de China (SGCC), uno de los mayores clientes de ABB, empez hace unos aos a disear un sistema de CA con una tensin nominal de 1.100 kV [3]. Este proyecto inici importantes esfuerzos de investigacin y desarrollo en institutos de investiga-cin y en fabricantes de equipos [4].
malmente en las regiones costeras, a miles de kilmetros de distancia. Se precisan sistemas UHV, tanto de CA como de CC, para abordar el aumento del consumo de energa elctrica y para potenciar el actual sistema de transmi-sin [1,2].
Un suministro fiable de energa elctrica es una de las columnas vertebrales de las economas modernas. Su funcionamiento seguro y fiable depende principalmente de la apara-menta de alta tensin, la parte nuclear de un sistema de energa elctrica. El interruptor automtico de alta tensin de esta aparamenta es con frecuencia el ltimo baluarte cuando se trata de proteger los grandes sistemas en caso de cortocircuito.
Las redes elctricas y las correspondien-tes subestaciones son bien conocidas como sistemas aislados en aire en los que la alta tensin se mantiene separa-da, tanto de tierra como de las perso-nas, por distancias de decenas de metros.
Otra forma mucho ms compacta de construir aparamenta de alta tensin es el diseo aislado en gas: la aparamenta aislada en gas (GIS) Cuadro 1 .
La tecnologa GIS se pre-sent en el mercado en 1966 con la primera sub-estacin subterrnea GIS de 170 kV entregada al centro urbano de Zurich.
La tecnologa GIS se present en el mercado en 1966 con la primera subes-tacin subterrnea GIS de 170 kV entre-gada al centro urbano de Zurich 1 . En 1976, ABB entreg la primera GIS de 500 kV en Claireville, Canad. Con la instalacin de la primera GIS de 800 kV en Sudfrica en 1986, ABB demostr su liderazgo tecnolgico tambin en el nivel de tensin ultra alta (UHV) Cuadro 2 . La denominada subestacin alfa ha esta-do en servicio durante ms de 20 aos sin ningn fallo o interrupcin no pro-gramada. La GIS de 500 kV de Itaipu, Brasil, contina siendo la mayor instala-cin del mundo, pero pronto se ver superada por la GIS de ABB en el inte-rior de la Presa de las Tres Gargantas en China.
China y su innovadora tecnologa GISChina es un pas enorme donde la generacin de energa elctrica tiene lugar principalmente en la parte occi-dental, y los centros de carga estn nor-
Cuadro 1 Aparamenta aislada en gas (GIS)
La aparamenta aislada en gas se utiliza ampliamente en los sistemas de transmisin y distribucin de alta tensin. ABB es el proveedor principal de GIS en los niveles de tensin para transmisin. Los productos de GIS de ABB abarcan tensiones nominales de 72 kV a 800 kV con intensidades nominales de hasta 4.000 A y capacidad de conmuta-cin de intensidades de cortocircuito de hasta 63.000 A. Las GIS se utilizan en apli-caciones interiores y exteriores. Las funcio-nes proporcionadas por las GIS son conmu-tacin, desconexin, puesta a tierra y medi-da. Como sistema que comprende muchos
componentes, hay que optimizar cada GIS para la aplicacin en cuestin. Los compo-nentes de las GIS tienen un diseo coaxial con un conductor interior y otro exterior, llenos con gas hexafloruro de azufre (SF6) con una sobrepresin de varios cientos de kPa. Se conectan entre s por medio de bridas sujetas con pernos; por ello, desde fuera, las GIS parecen grandes conductos. Los diseos de las subestaciones se deno-minan GIS hbridas si sus componentes (por ejemplo, barras de distribucin o conexiones a lneas areas) estn aislados en aire.
Cuadro 2 Tensin ultra alta (UHV)
Los sistemas de energa elctrica trabajan a distintos niveles de tensin para optimizar el rendimiento de la transmisin, minimizar las prdidas elctricas y el consumo de materia-les, y mantener la mxima seguridad de tra-bajo. Las normas IEC establecen niveles de tensin normalizados hasta 800 kV. Los sis-temas que funcionan a una tensin nominal superior a 550 kV se denominan sistemas de tensin ultra alta. Se emplean cuando hay
que transmitir miles de MW de energa elc-trica a cientos de kilmetros de distancia. Puesto que las prdidas de transmisin son comparativamente menores a tensiones mayores, un paso desde los 550 kV a los 1.100 kV reduce esas prdidas en un factor de cuatro. Por lo tanto, los sistemas UHV son especialmente adecuados para trans-portar eficientemente grandes volmenes de energa a grandes distancias.
1 La historia de las GIS de ABB: desde los primeros proyectos de investigacin a la mayor instalacin del mundo en 50 aos
Primera GIS de 170 kVSempersteig (CH)
Primera GIS de 500 kV Claireville (CA)
La mayor GIS de 500 kV Itaipu (BR)
Primera GIS de 800 kV Alpha (ZA)
GIS de 500 kVTres Gargantas (CN)
Primera GIS de 500 kV en Jiang-
men, China
Primera GIS de 1100 kV
Jingmen (CN)
Primeras investigaciones
A
BB
Pow
er T
echn
olog
y P
rodu
cts,
BU
PP
HV
-1
1956 1966 1976 1986 1996
> 170 kV
< 170 kV
2006 2010
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Noticia de ltima hora
Innovaciones de productos
cen cuando se hace funcionar un seccionador.
Una tarea especialmente difcil es encontrar la presin ptima del gas para estos niveles de muy alta tensin. Existe un compromiso entre los parme-tros con influencia de la pre-sin positiva y negativa en el comportamiento del aislamien-to. Los estudios de ABB han determinado que una presin bastante pequea del gas SF
6
es la ms adecuada para los componentes de las GIS de UHV.
La solidez del diseo y la dis-ponibilidad operativa son tambin pun-tos fundamentales. Por lo tanto, se han aplicado al diseo de las GIS de UHV las reglas siguientes: Encapsulado monofsico para inte-rruptores
Compartimentos separados para las resistencias de cierre
Mrgenes de seguridad para todos los parmetros elctricos
Las enormes dimensiones de la apara-menta de 1.100 kV exigen unos consi-derables clculos mecnicos. Los facto-res de escala de los parmetros mecni-cos, por ejemplo, energa de acciona-miento, velocidad de los contactos o capacidad de presin de ruptura, son tambin no lineales en gran medida. En realidad, un proyecto de desarrollo de este tipo precisa al menos tantos inge-nieros mecnicos como elctricos.
Todo el diseo mecnico y elctrico se llev a cabo con herramientas de clcu-lo en 3D reales y, cuando fue posible, se escogieron procesos de fabricacin bien probados.
El interruptor, el componente principalEl interruptor es un componente de la aparamenta que puede conectar y des-conectar con seguridad en cualquier condicin de conmutacin, por ejem-plo, el funcionamiento normal o la eliminacin de fallos. Su actuacin se realiza en 50 milisegundos despus del disparo. El interruptor de 1.100 kV es una am -pliacin de la actual cartera de interrup-
dispuso el acceso prioritario a otros expertos e instalaciones de prueba.
Duplicacin del nivel de tensinEl comportamiento del aislamiento de la GIS depende de muchos parmetros: la presin del gas, la geometra de los electrodos, la forma de impulso ten-sin aplicada y la polaridad o la pureza del gas SF
6, por mencionar slo algu-
nos. Aunque se hayan estudiado muchos de estos parmetros en funcin de la intensidad del campo elctrico, los fenmenos pueden variar considera-blemente con las distintas configuracio-nes de campo. Por lo tanto, el factor fundamental en el diseo de una GIS para un nuevo nivel de tensin es la comprensin de los diversos fenmenos fsicos del aislamiento elctrico depen-dientes de la tensin. Hay que aplicar reglas especiales para el aumento de escala de cada componente y finalmen-te de todo el sistema. Tienen un inters particular los efectos cuya importancia aumenta con el nivel de alta tensin, por ejemplo, los denominados transito-rios muy rpidos (VFT) que se produ-
Para determinar finalmente la viabilidad tcnica, la SGCC pidi a un grupo de tres fabricantes de GIS chinos y dos japoneses y a ABB que participaran en el desarrollo de equipos GIS de UHV para el proyecto chino de demos-tracin de CA en UHV. En 2008 se instal en China cen-tral y comprende casi 600 km de lneas de alta tensin y tres subestaciones: Jingmen, Nanjang y Jing Don Nan.
Proyecto de desarrollo de GIS de UHV ELK-5Para disear e instalar esta GIS de 1.100 kV, ABB y Xian Shiky, el mayor proveedor chino de GIS, establecieron un proyecto de desa-rrollo conjunto llamado ELK-5 (ELK es el nombre de los sistemas GIS de ABB; 5 indica el nuevo nivel de prestacin). La participacin de ABB en este esfuer-zo conjunto se centraba en el diseo global de la GIS hbrida y en la produc-cin y envo de los componentes bsi-cos, mientras que Shiky se centraba en la produccin de todos los dems componentes: la prueba de tipo bajo supervisin de expertos de SGCC y KEMA y el montaje y la instalacin de la aparamenta en Jingmen. SGCC estableci un programa muy exigente: tras su inicio en noviembre de 2006, la primera instalacin en Jingmen deba activarse a finales de 2008. La realiza-cin de esto en dos aos constituira un rcord mundial en cuanto a mejora de una GIS a un nuevo nivel exigente de tensin; durante este tiempo tambin deberan producirse el desarrollo, la verificacin, la prueba de tipo, la fabri-cacin y la instalacin. Para cumplir este reto, ABB constituy un equipo de proyecto con hasta 20 especialistas y
3 El interruptor de la GIS de ABB con la unidad de accionamiento durante su montaje en fbrica
2 Dimensiones de los interruptores de ABB desde 300 kV a 1.100 kV
1100 kV con resistencia de cierre
Peso total: 7 toneladas
550 kV con resistencia de cierre
550 kV
300 kV
Vnculo
4 interruptores
Conmutador de CO
Resistencia de cierre
2 interruptores + resistencia de cierre
2 interruptores
1 interruptor
10 m
3.8
m
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Noticia de ltima hora
Innovaciones de productos
En comparacin con un interruptor, puede actuar de forma relativamente lenta y necesitar algunos segundos. El seccionador de 1.100 kV de ABB est
ri para el nivel de 1.100 kV. Los aspec-tos ms exigentes fueron: La fabricacin y las pruebas exigieron el transporte intercontinental de los equipos de UHV. Fue preciso el trans-porte areo de los interruptores com-pletos y de otros equipos para poder cumplir el ajustado programa del pro-yecto.
Amplias exigencias de espacio para el laboratorio: las pruebas de tensin combinadas exigieron dos aisladores a una distancia de ms de 13 m, cada uno de ellos a una distancia de ms de 10 m de las paredes del laborato-rio.
Las pruebas de conmutacin de potencia se llevaron a cabo en su mayor parte sobre medio interruptor solamente, ya que no se dispona de la alta tensin suficiente para la soli-citacin del interruptor completo. Esta prueba, denominada de medio polo, requiere un recinto especfico y unos clculos de graduacin de la tensin.
Como consecuencia de un diseo y una fabricacin realizados cuidadosamente, el interruptor pudo probarse con xito durante la primera serie de pruebas.
El seccionador de la GIS de UHVLa funcin bsica de un seccionador es desconectar partes de la GIS para poder realizar de forma segura trabajos de mantenimiento en las partes desconec-tadas y en las puestas a tierra.
tores de ABB. Comprende dos depsi-tos: uno para los interruptores y otro para la resistencia de cierre. Los inte-rruptores y el conmutador de CO que inserta la resistencia de cierre son accio-nados por un mecanismo simple hidrulico activado por resorte, que ABB ha desarrollado especialmente para esta aplicacin [5, 6, 7]. En 2 se muestra una comparacin de interrup-tores de ABB para distintos niveles de tensin. Los valores nominales de 1.100 kV y 4.000 A corresponden a una potencia nominal de 7.600 MW para las tres fases. Esto es ms que el consumo medio de energa elctrica de Suiza.1) Con este valor, el interruptor podra conectar y desconectar toda la energa elctrica de Suiza.
El peso total de este moderno interrup-tor de UHV es de slo 7,5 toneladas gracias a un nmero ptimo de inte-rruptores y a las carcasas de aluminio 3 .
Puesto que se trataba del primer equipo en el mundo de 1.100 kV, haba que probarlo segn las normas internaciona-les y chinas; los proveedores de los equipos y, en particular, los laboratorios de pruebas se enfrentaron as a grandes problemas. La prueba de tipo del inte-rruptor se realiz en los laboratorios de prueba de Xihari en Xian y en ABB en Suiza 4 .
Se requiri un gran esfuerzo para llevar a cabo las pruebas de potencia en Xiha-
Cuadro Valores especificados para el proyecto de demostracin de GIS de 1.100 kV
Tensin nominal 1.100 kV Tensin nominal de
impulsos de descarga 2.400 kV Intensidad nominal
del equipo 4.000 A Intensidad nominal en la
barra de distribucin 8.000 A Intensidad nominal
de cortocircuito 50 kA
4 Equipo humano y punto de prueba para el desarrollo del interruptor de 1.100 kV en el laboratorio Baden Power Lab (Suiza) despus de la prueba del T100
5 Seccin transversal del seccionador de UHV
a Accionamientob Contacto mvilc Contacto fijod Aislantee Aislante
a bc
d
e
a Casquillob Casquilloc Transformador de prueba CA de alta tensind Transformador de prueba CC de alta tensine Interruptor automticof Barra de distribucin GIS UHV busbarg Desconector en prueba
better qualitypicture without text
6 Instalacin para las pruebas de conmuta-cin del seccionador en el laboratorio STRI
a
c
e
f g
d
b
24 Revista ABB 4/2008
Noticia de ltima hora
Innovaciones de productos
Tres Gargantas a la parte norte de China.
Cmo se cumple un retoEl proyecto de desarrollo ELK-5 constituy un gran reto en muchos aspectos: un dise-o innovador, en un tiempo de ejecucin sin precedentes, y una colaboracin transconti-nental con proveedores y socios en Europa y China, que con trasfondos culturales muy distintos trabajaron en estrecha unin.
Las pruebas de tipo de los componentes de la ELK-5 se efectuaron simultneamente
en laboratorios chinos, suecos y suizos. Este proyecto no solamente era el inicio de una nueva era en la transmisin de tensin ultra alta, sino tambin una potente demostracin de las capacida-des combinadas de ingeniera de los lderes tecnolgicos mundiales.
Walter Holaus
Fredi Stucki
ABB Switzerland Ltd.
Zrich, Suiza
Esta disposicin plana mejora la soli-dez frente a cargas producidas por fenmenos ssmicos.
Todos los accionamientos estn colo-cados a una altura inferior a 1,5 m sobre el suelo, lo que permite un acceso cmodo y seguro para los operarios durante la instalacin y el mantenimiento.
No se precisan plataformas ni escale-ras.
La configuracin puede ampliarse fcilmente en la direccin de la barra de distribucin.
Precisa un mnimo de construcciones de acero como estructuras de baha.
La carga de trabajo in situ es peque-a y permite una rpida instalacin.
La subestacin se instal en 2008 cerca de la ciudad de Jingmen en China Cen-tral. Transmitir parte de la energa pro-ducida por la central elctrica de las
diseado con una configura-cin de 90 grados con una separacin visible del conduc-tor interior de menos de 300 mm. Esta separacin pue-de soportar ms de 3.400 kV durante las pruebas de alta tensin. sta es una de las ventajas claras de un diseo GIS de SF
6: aislar tensiones
muy altas con distancias pequeas. Los conductores expuestos al aire libre a 3.400 kV precisaran una sepa-racin mnima de 13 m para impedir la produccin de arcos.
Las pruebas de tipo de con-mutacin del seccionador se efectuaron en el Instituto Sueco para la Investiga-cin de las Transmisiones (STRI) en Ludvika, Suecia, el nico laboratorio con las instalaciones necesarias 5 6 . La maniobra, relativamente lenta, de un seccionador produce chispas durante el cierre y la apertura en el espacio entre los contactos. Estas chispas generan transitorios muy rpidos (VFT) que se propagan a travs de la GIS, un fen-meno que ejerce las ms altas solicita-ciones EMC (compatibilidad electromag-ntica) en los componentes sometidos a la prueba. La primera subestacin GIS de UHV en JingmenTras el desarrollo y la prueba de tipo realizada con xito en 2007 y 2008, ABB y Shiky comenzaron el montaje y el envo de los primeros equipos a la subestacin de Jingmen. Esta sub-estacin incluye un juego casi com-pleto de componentes de GIS, tales como interruptores con resistencias de cierre, seccionadores, conmutadores de tierra, trans formadores de intensi-dad, barras de distribucin, aisladores y casquillos 7 .
Exhaustivos estudios de configuracin para encontrar la disposicin ptima de los componentes de la GIS demostraron que lo mejor para la subestacin GIS hbrida de Jingmen sera una configura-cin plana con una buena accesibili-dad [8]. Esta configuracin presenta las caractersticas siguientes: Todos los equipos de conmutacin de la GIS estn colocados prximos al nivel del suelo.
7 Disposicin de la subestacin de GIS hbrida de 1.100 kV de Jingmen
Referencias
[1] International Conference of UHV Power Transmission Technology. (2006). Pekn.
[2] IEC/CIGRE UHV Symposium. (2007). Pekn.
[3] 1,100 UHV AC demonstration project. http://www.sgcc.com.cn/ztzl/zgtgy/tgyzs/41249.shtml.
[4] Sun, Y.; Zhang, D.; Meng, W. (2006). The Research and Development of 1,100 kV GIS. International
Conference of UHV Power Transmission Technology, Pekn.
[5] Holaus, W.; Sologuren, D.; Keller, M.; Kruesi, U.; Riechert. (2007). Entwicklung einer gasisolierten
Schaltanlage fr 1,100 kV. ETG Kongress, Karlsruhe.
[6] Holaus, W.; Kruesi, U.; Sologuren, D.; Riechert, U.; Keller, M. (2008). Testing of GIS components at
1000 kV rated voltage. CIGRE Session 2008, SG A3-202, Pars.
[7] Riechert, U.; Krsi, U.; Holaus, W.; Sologuren, D. (2008). Gasisolierte Schaltanlagen fr 1,100 kV
Heraus forderungen an Entwicklung und Prfung. Stuttgarter Hochspannungssymposium, Stuttgart, Alemania.
[8] Holaus, W.; Xia, W.; Sologuren, D.; Keller, M.; Kruesi, U.; Riechert, U.; Xu, S.; Wang, C. (2007). Develo-
pment of 1,100 kV GIS equipment: Up-rating of existing design vs. specific UHV design. IEC/CIGRE UHV
Symposium, Pekn.
Nota a pie de pgina1) 5 Informe Anual Suizo de la Energa 2005/2006.
http://www.bfe.admin.ch/energie/00556/index.html?lang=en&dossier_id=01060
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Durante unos 20 aos, la Smart Platform (plataforma inteligente) de ABB ha sido el caballo de batalla de su sistema de control de calidad (QCS) para los fabricantes de papel y ha ayudado a que ABB conservara su puesto como proveedor nmero uno de QCS en la industria papelera mundial. ABB ha renovado esta tecnologa presentando la Network Platform. Este nuevo pro-ducto representa un avance significativo en muchos aspectos y proporciona una base sobre la que pueden erigirse otras caractersticas interesantes.
Una plataforma ms inteligente, un proceso ms inteligenteNetwork Platform: un nuevo sistema de control de calidad para la industria papelera Robert Byrne, Anthony Byatt
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sensor del gramaje. Este sensor es tan sensible que incluso un cambio mins-culo de la temperatura del aire, y por tanto de la densidad, influira de forma determinante sobre la medicin del peso del papel. Por esa razn, hay que controlar con sumo cuidado la tempera-tura de la separacin del sensor.
Las condiciones ambientales de la fbri-ca de papel tambin representan un problema. A slo unos pocos milme-tros de las cabezas de los sensores, el papel se calienta a ms de 100 C 1 . Tambin suele producirse una excesiva vibracin, un 100% de humedad y una abundante aspersin de polvillo.
Un solo marco puede contener hasta 10 sensores distintos, y los datos reca-bados de los sensores se cotejan y se pasan a complicados algoritmos de con-trol, que generan instrucciones para la mquina del papel. Estas instrucciones (por ejemplo, aadir humedad en cier-tas zonas, aadir o quitar pulpa, aadir tinte) las llevan a cabo los accionado-res, tambin suministrados por ABB y por numerosos proveedores terceros. El operario de la mquina del papel puede observar casi cualquier dato que seleccione y efectuar intervenciones manuales.
Una moderna mquina de papel no puede funcionar sin esa tecnologa.
En cualquier fbrica de papel del mun-do hay muchas posibilidades de que
sensores miden la humedad, el espesor, la densidad, el color, la orientacin de las fibras, etc. del papel.
Puesto que la banda1) de papel puede tener ms de 10 m de ancho y se mue-ve a 90 km/h, y los sensores se deslizan a slo unos pocos milmetros sobre su superficie, es necesario guiarlos con mucha precisin. En concreto, los con-juntos superior e inferior de sensores, con una separacin de 7 mm a travs de la cual pasa el papel, debe alinearse con una precisin de al menos 0,4 mm por todo el ancho del papel. Esto se consigue con rales que estn montados sobre el marco con gran precisin. Como ejemplo de la gran precisin de medicin que se pide a los sensores puede citarse que el sensor de calibra-cin mide el grosor del papel con un margen de una millonsima de metro a todo el ancho de la banda de papel.
Otro ejemplo de la sensibilidad y la precisin extraordinarias de la platafor-ma de exploracin se encuentra en el
El papel en que se ha impreso este artculo puede parecer la cosa ms simple del mundo: un producto familiar que lleva con nosotros ms de 2000 aos. Pero la moderna fabricacin de estas simples hojas implica un desplie-gue de tecnologa casi inimaginable, y un elemento fundamental de la misma procede de ABB.
De hecho, puesto que ABB es el primer proveedor de sistemas de control de calidad de la industria papelera, es muy probable que este mismo papel haya pasado por sensores suyos.
Smart Platform de ABBEl arma principal del arsenal de los fabricantes de papel es su plataforma de exploracin (escaneo), de la que es ejemplo la Smart Platform de ABB. Comprende un marco de acero en for-ma de o (a travs del cual se hace pasar el papel que se est fabricando), al que van sujetos un conjunto de sen-sores que examinan por todo el ancho del papel segn se va fabricando. Estos
1 Exploracin de Network Platform con proteccin de alta temperatura
2 Familia de dispositivos de exploracin (escneres) Network Platform de ABB
a NP1200 b NP700 c NP de reflexin
Nota a pie de pgina1) El papel se fabrica de forma continua y se va reco-
giendo en un rodillo al final de la mquina. Cuando
cada rodillo est completo, un potente chorro de
aire corta el papel y un operario preparado para
ello lleva rpidamente la cola del papel a un nuevo
rodillo. La banda de papel se refiere al papel a
medida que pasa por la mquina, desde la sustan-
cia, hmeda y delgada de la cabeza de la mquina
al rodillo del final.
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Una plataforma ms inteligente, un proceso ms inteligente
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Rational Rose es una herramienta de desarrollo basada en un modelo que utiliza el lenguaje Unified Modeling Language (UML) como paradigma de diseo central Cuadro 2 . Esta herramienta permite crear mquinas de estado com-plejo utilizando modelizaciones simples. Estos modelos pueden ampliarlos des-pus los desarrolladores con cdigo personalizado que se aplica al mbito de cualquier problema. En el caso de la Network Platform, este mbito es la medicin de las propiedades del papel.
Adems de Rational Rose, el equipo de desarrollo de la Network Platform ha
haya una Smart Platform de ABB con-trolando el papel hasta que se enrolla al final de la mquina. Se han instalado ya varios millares de estos sistemas.
ABB se esfuerza continuamente en mejorar sus productos y llevar las lti-mas tecnologas a sus clientes, permi-tindoles de esa forma que reduzcan costes, aumenten la fiabilidad de sus equipos e incrementen su rendimiento.
Cuadro 1 Ventajas de la Network Platform
Mejoras en la visibilidad y los diagnsti-cos
Plataforma moderna que permite conti-nuar el desarrollo del producto durante los prximos 10 a 15 aos
Ms facilidad de uso para el cliente y los tcnicos de servicio (herramientas, actualizaciones de software, poca nece-sidad de formacin)
Facilita la adicin de nuevos sensores y complementos de sensores
Mayor facilidad para su configuracin en fbrica y la entrega del proyecto
Exploracin ms rpida a 600 mm/s (se prev alcanzar 1.000 mm/s)
Mejor integracin con el sistema 800xA. Optimizacin de recursos y diagnsti-cos a distancia
Mayor capacidad para admitir nuevas tecnologas
Mejor empleo de las capacidades en tiempo real de RAM y CPU, al 25% y a menos del 5%, respectivamente
Rpida integracin de los desarrollos de nuevos sensores
Cuadro 2 Ventajas de utilizar UML
Desarrollo distribuido Con el empleo de herramientas de
gestin de la configuracin, cada componente del software se puede gestionar con independencia de la solucin completa.
Al principio del ciclo de vida del desa-rrollo de componentes se pueden utilizar cajas negras con unas entra-das y salidas definidas.
Portabilidad de la solucin Se puede emplear la misma base de
programa informtico para proporcio-nar una solucin en plataformas con diversos sistemas operativos.
Cdigo autodocumentado La estrecha relacin entre el cdigo y
el modelo del diseo garantiza que los documentos del diseo reflejan siempre el estado actual del cdigo.
4 Funcin de configuracin de Network Platform3 Herramienta de diagnstico de Network Platform
Gracias a su deseo constante de avan-zar siempre, ABB ha desarrollado su nuevo producto de QCS, la Network Platform, que ayuda a mantener a la compaa en vanguardia de los sistemas de control de calidad para los fabrican-tes de papel 2 .
Antes se precisaban tarjetas electrnicas muy elegantes con circuitos conectados permanentemente para manejar la gran cantidad de datos producidos por senso-res de alta velocidad. En la actualidad se puede hacer ese trabajo con unos chips de alta velocidad menos complicados, como los que se emplean en la Network Platform. sta es simplemente una de las muchas caractersticas de la nueva plataforma de exploracin de ABB.
Network Platform de ABBLa Network Platform utiliza principal-mente componentes electrnicos estn-dar; los pocos que estn hechos a la medida desaparecern con nuevas ver-siones de los sensores. La plataforma incorpora tecnologa de vanguardia y cumple totalmente las normas moder-nas, todas las cuales garantizan que ser fcilmente compatible, ahora y en el futuro Cuadro 1 . El procesador central se ha mejorado y es ahora un PC mono-tarjeta Intel Pentium de 1,1 GHz, con Windows XP Embedded. No hay disco duro, ya que la aplicacin est guarda-da en tarjeta Compact-Flash. La portabi-lidad de la arquitectura se garantiza por medio del Rational Rose Technical Developer de IBM, por lo que el trasla-do a un nuevo PC o a un nuevo sistema operativo Windows, por ejemplo, no es un problema.
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esfuerzo para completar el proyecto. Se prest especial atencin a la gestin de pruebas, y la tasa de cero fallos en las primeras entregas del producto ha demostrado el valor de la exigente estrategia de comprobacin.
Futuro perfectoEsta nueva y moderna plataforma per-mitir un desarrollo continuo de pro-ductos de QCS en los prximos 10 15 aos e incluir muchos avances tec-nolgicos, tales como configuraciones flexibles de exploracin, tecnologa ina-lmbrica, exploracin ultrarrpida e integracin de sensores de velocidad muy alta. Con slo el 25% de la capaci-dad RAM y entre el 2% y el 5% de la capacidad en tiempo real de la CPU que se utilizan actualmente, hay una potencia de reserva suficiente para mover muchas nuevas ideas!
Ya se estn realizando pruebas avanza-das en dos nuevos sensores con especi-ficaciones de prestaciones muy por delante de cualquier sensor comparable de la competencia. Slo la Network Platform poda ofrecer la potencia de procesamiento suficiente para hacer frente a la alta velocidad de los datos brutos y muy avanzados diagnsticos que ofrecen estos sensores nuevos.
Ya se han entregado los primeros siste-mas de produccin y su funcionamiento es excelente. Las entregas estn aumen-tando y, a lo largo del ao, habr doce-nas de Network Platforms funcionando en fbricas de papel de todo el mundo.
Robert Byrne
Anthony Byatt
ABB Pulp and Paper QCS CoE
Dundalk, Irlanda
de una mxima portabilidad y compati-bilidad.
Adems, la notable mejora de las herra-mientas de diagnstico y las pantallas ha permitido un aumento espectacular del acceso del cliente a los datos del proceso del papel 3 . Esto, aadido a la sencillez y flexibilidad generales del sistema, hace disminuir las necesidades de formacin y facilita la configuracin en fbrica y durante la entrega del pro-yecto 4 . Por ejemplo, la asignacin sen-sor-complemento, en la que se dispone el sistema para su particular permuta-cin de sensores (casi todos los siste-mas son distintos) era antes una labor complicada, pero actualmente es muy sencilla, como lo es la integracin con el sistema 800xA Asset Optimization y las funciones de diagnstico a distancia.
La Network Platform de ABB representa asimismo un coste de propiedad infe-rior para el cliente gracias a: Mayor facilidad para el instalador y el responsable del mantenimiento del sistema
Soporte para conectividad a distancia Mayor soporte para la adicin de sen-sores en las instalaciones
Mayor soporte para actualizacin del software en las instalaciones
Mayor soporte para entradas/salidas de seguridad externa
El propio proyecto de desarrollo ha sido un excelente ejemplo de logro de una cooperacin internacional, con equipos en Columbus, Ohio (Estados Unidos), Bangalore (India) y Dundalk (Irlanda), y ha exigido muchos aos de
empleado otros productos de IBM para garantizar una integracin perfecta de la herramienta, desde la concepcin del software al despliegue de la aplicacin. Se incluyen, entre otros, Rational Requi-sitePro para captura de requisitos, Rational Test RealTime para prueba de cajas negras y Rational TestManager para las pruebas de sistemas de control y registro. El empleo de estas herra-mientas integradas garantiza que se podrn resolver con el mnimo esfuerzo las dificultades que suelen ir asociadas a equipos de desarrollo transcontinenta-les (en este caso, Europa, Asia y Nor-teamrica), como la disparidad de zonas horarias, las diferencias culturales y la separacin fsica entre los miem-bros del equipo.
El nuevo software incorpora gran canti-dad de funciones nuevas Cuadro 3 . Ahora slo hacen falta de dos a cuatro horas para preparar, instalar y probar un nue-vo cdigo objeto cuando se modifica la fuente. Un solo DVD contiene todos los manuales y la documentacin. Y, de hecho, se ha elegido la aplicacin estndar en lenguaje C++ para disponer
Puesto de trabajo de servicio
Cuadro 3 Caractersticas de diseo
La arquitectura del software asegura la independencia entre sistema operativo y plataforma
La utilizacin de electrnica comercial ha ayudado a disminuir el ciclo de vida del diseo
Refrigeracin simplificada de electrnica en tubo cerrado mediante el uso de r efrigeracin por aire
Seleccionar un ganador y pegar fuerteEl FlexPickerTM de segunda generacinKlas Bengtsson
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La demanda de nuevas soluciones de automati-zacin en la industria es grande, pero donde ms se advierte es en el sector de envasados. Tradicionalmen-te, la recogida y el envasado de productos requieren mucha mano de obra. A menudo es necesario introducir muy deprisa diversos productos distintos en cajas, bandejas o blsteres. El alto ritmo del proceso, si se hace manualmente, puede traducirse en cue-llos de botella que afecten al volumen de produccin. Tambin pueden producirse problemas de salud para los empleados a consecuencia de la na-turaleza tan repetitiva del trabajo.
La automatizacin representa una alternativa interesante y las soluciones robticas para el envasado suponen uno de los mercados de mayor crecimiento en la industria de la auto-matizacin. ABB ha instalado ya ms de 2.500 robots delta, diseados especialmente para este tipo de aplicaciones, y es un lder mundial en la tecnologa de recogida y envasado. La segunda generacin de FlexPickerTM, recientemente desarrollada, garantizar que ABB siga en la vanguardia de este sector, ayudando a los clientes a mejorar la productividad.
que venden soluciones de envasado tambin son numerosas y estn frag-mentadas, lo que para ABB supone un obstculo obvio al buscar canales de ventas para el cliente.
Desde el principio, la estrategia de ABB fue vender productos, ms que solucio-nes completas o instalaciones. Se perci-bi que la estrategia ms eficaz sera vender productos a los integradores de sistemas y a los fabricantes de mquinas existentes que ya operaban en el sector del envasado. El objetivo fue crear una demanda para la automatizacin basada en robots de ABB dentro de un merca-do que ya tena soluciones alternativas bien establecidas. La dificultad no era slo vender robots de ABB a los inte-gradores de sistemas, sino tambin crear una tendencia de mercado, de for-ma que el cliente final exigiera solucio-nes basadas en robots. Esta actitud comenz a ser rentable en 2003, cinco aos despus del lanzamiento de la ini-ciativa, y ahora crece anualmente del 30% al 40%. En la actualidad, el robot FlexPicker se vende principalmente en las industrias alimentaria, farmacutica y de placas solares.
FlexPicker de segunda generacinDiez aos despus de la presentacin del IRB 340, ABB ha lanzado el IRB 360, un robot de recogida de alta velocidad de segunda generacin 3 . Se lanz en un buen momento, puesto que el mercado estaba esperando un nuevo robot de este tipo. El nuevo modelo satisfizo esta demanda e incluso proporcion soluciones para nuevas aplicaciones, con lo que se crearon nuevos mercados, lo que a su vez dispar las ventas.
Un factor importante que influy en el momento del lanzamiento fue que deja-ba de ser vlida la patente original que impeda a la competencia emplear bra-zos paralelos en sus robots. La patente europea caduc a finales de 2006 y la patente de los EE.UU. a finales de 2007. Ahora, todo el mundo puede construir un robot delta y competir con ABB. En este sector tan competitivo, pareca
de efectuar de 60 a 100 ciclos por minuto.
El FlexPicker de ABBABB present el FlexPicker IRB 340 en 1998. Es un robot delta1) diseado exclusivamente para el sector de recogi-da de productos, con la funcin de recoger y envasar objetos pequeos de poco peso, como bombones, por ejem-plo. El
