Hormigón mezclado a medida

Historia

El hormigón es un tipo de piedra artificial que se compone de cemento, arena (o grava), agua y aditivos, en caso necesario. Las variaciones en su composición permiten fabricar una amplia gama de tipos de hormigón y productos relacionados, que se utilizan en la ingeniería civil, la construcción y el diseño exterior de edificios. Después de ser mezclado en las plantas de hormigón premezclado, el hormigón fresco suele entregarse en las obras mediante camiones hormigoneras. Entre otros productos, Getec Servicegesellschaft suministra grandes sistemas de mezcla de hormigón en los que se pueden llenar las hormigoneras de los camiones.

Pero desde hace varios años, el director general Arne Gertgens ha tenido la idea de crear sistemas más pequeños que pudieran instalarse en los locales de los minoristas de materiales de construcción, por ejemplo. La idea era producir pequeñas cantidades -de un cuarto de metro cúbico a un metro cúbico- para contratistas o diseñadores de jardines y paisajes que no quieren mezclar su propio hormigón, pero que buscan la misma calidad de material que la suministrada por una planta de hormigón. 

Desafío

Gertgens quería desarrollar una solución nunca vista hasta entonces: «Tenía en mente el principio de un servicio de «drive-in» para camiones, en el que los clientes seleccionan la cantidad y el tipo de hormigón deseados en la caja, reciben un código de barras con su pedido y luego simplemente se dirigen a la estación de llenado de hormigón para recoger el producto fresco, mezclado según sus especificaciones». Esto no sólo ahorraría tiempo a los contratistas, sino que también les proporcionaría un hormigón de mucha más calidad que el mezclado directamente en una obra. Gertgens previó un sistema modular, dado que hay tantos tipos de hormigón como aplicaciones para él. Por lo tanto, el operador de la planta de hormigón necesitaba la opción de añadir tanques de almacenamiento para diferentes granos de arena o agregados con el fin de ofrecer a los clientes la elección correcta de hormigón. Además, el sistema debía ser modular para poder adaptarlo o ampliarlo fácilmente en el futuro. Esto requería una solución de automatización que no sólo fuera compatible con el diseño modular del sistema, sino que también fuera fácil de manejar para los clientes.

Solución

Para llevar a cabo esta idea, Arne Gertgens trajo a Eaton, puesto que Getec ya utilizaba los productos de la empresa de gestión de la energía en sus plantas a gran escala: «Eaton no sólo ofrece la flexibilidad necesaria para un proyecto de este tipo, sino que también suministra prácticamente todos los componentes de automatización que necesitamos», afirma Gertgens, al tiempo que añade que «los productos de Eaton también son fiables y están disponibles en cualquier momento a través de los mayoristas eléctricos». Para ello, Getec colabora con Sonepar, que dispone de tres grandes almacenes, así como de otros más pequeños de ámbito regional en toda Alemania, y que normalmente puede entregar los pedidos en 24 horas. Para resolver los requisitos de la aplicación de GETEC, el socio de soluciones de Eaton, iSATT, realizó todo el apoyo de ingeniería del proyecto, desde la especificación inicial hasta la puesta en marcha y las pruebas de aceptación.

Basándose en el concepto de sistema desarrollado, Eaton sugirió una serie de productos adecuados. El HMI/PLC XV300  con función PLC integrada y pantalla táctil constituye el núcleo del sistema de automatización. La tecnología multitáctil del panel permite un funcionamiento intuitivo y una interacción más eficaz entre la persona y la máquina. El alto nivel de rendimiento del sistema y el potente procesador gráfico permiten transferir directamente los hábitos del usuario del smartphone a la interfaz persona-máquina, lo que era especialmente importante, ya que la estación de llenado de hormigón debe ser manejada por los propios clientes finales. Para el «drive-in» se utilizan dos paneles multitáctiles de este tipo: Uno de ellos se encuentra en la caja registradora del minorista de materiales de construcción, donde los clientes seleccionan la mezcla de hormigón y la cantidad deseada y reciben un código de barras para su pedido. Este código de barras debe ser escaneado en el sistema de mezcla de hormigón, donde se instala el segundo XV300: Extrae la información necesaria del código de barras y, a continuación, activa los actuadores y las válvulas que controlan la entrada de los componentes de hormigón necesarios. «Eaton colaboró con nosotros en el desarrollo del sistema de control y aportó los detalles necesarios», afirma Arne Gertgens. 

Para la planificación del XV300, Eaton ofrece la versión 10 de Galileo, un software de visualización intuitivo que admite una amplia gama de protocolos de comunicación y, por tanto, es compatible con la mayoría de los controladores disponibles en el mercado. La programación del PLC se basa en CODESYS y en la norma internacional IEC61131. Para ello, Eaton ofrece la versión 2 o 3 de XSoft CODESYS, lo que permite a los clientes proteger sus inversiones de software existentes y desarrollar nuevos diseños en línea con los últimos estándares.

Getec utiliza la  plataforma modular XN300 I/O excepcionalmente compacta para conectar los distintos componentes del sistema, como contactores, válvulas, aparatos de control y señalización. Esta plataforma facilita soluciones de sistema adaptables y específicas para cada aplicación, especialmente si se utiliza en combinación con la XV300. El sistema de E/S también ahorra espacio dentro del armario de control: el diseño del XN300 permite la integración ordenada de hasta 20 canales mediante tecnología push-in, incluida una visualización del estado, a pesar de que el panel frontal sólo mide 12,5 x 102 milímetros. Según el modelo, las entradas digitales pueden utilizarse para funciones de contador, mientras que los módulos analógicos facilitan funciones adicionales como tensiones de referencia, medición de la temperatura o compensación de la unión fría. El concepto de E/S modular permite a los usuarios crear soluciones a medida que pueden ampliarse en cualquier momento si cambian las necesidades.

La estación de llenado de hormigón está equipada con muchos otros productos de Eaton, como los interruptores protectores de motor PKZ , los interruptores automáticos de caja moldeada NZM, los relés de medición y control EMR6 y los aparatos de mando y señalización de la serie RMQ. «Nuestro sistema se basa casi exclusivamente en dispositivos de Eaton», dice Gertgens. «Porque sencillamente están bien compenetrados».

Resultado

El concepto de un «drive-in» para hormigón o servicio de hormigón para camiones ha sido un éxito rotundo para Getec: el primer sistema lleva ya más de cinco meses en funcionamiento -sin ningún problema- y la quinta estación de llenado de hormigón ya está en construcción. «Hemos almacenado 99 mezclas de hormigón diferentes en el sistema de control, a pesar de que los minoristas de materiales de construcción sólo suelen ofrecer a sus clientes entre cinco y diez opciones diferentes», afirma Arne Gertgens.

El concepto del sistema puede ampliarse y adaptarse fácilmente, según Dominik Hüfing, electricista responsable de Getec: «Si queremos añadir otra unidad de medición al sistema, por ejemplo, sólo tenemos que instalar un nuevo tramo de E/S en el sistema de automatización y configurar el sistema en consecuencia. No son necesarias grandes modificaciones porque todos los componentes forman parte del mismo sistema y pueden comunicarse entre sí».

El sistema ofrece muchas opciones a este respecto, como el registro de los valores de consigna/reales o la evaluación de las galgas extensométricas. «También se pueden procesar valores analógicos, por ejemplo para la medición del nivel en el silo de cemento o para medir el contenido de humedad de la arena», añade Hüfing. La programación también ha sido preparada en consecuencia, lo que significa que todo lo que se necesita para implementar la máxima expansión posible de la planta es activar los respectivos módulos de software - no es necesaria ninguna programación adicional.

«Para mí, el proyecto aún no está terminado», subraya Arne Gertgens. «Todavía tenemos en mente muchas otras funciones que nos gustaría implementar en el concepto del sistema». Las ideas van desde el pago a través de una aplicación para smartphones hasta el mantenimiento predictivo, y gracias a la interfaz Ethernet del XV300, el sistema está bien equipado para estos proyectos futuros.