• Las economías de escala: Uso de la tecnología de pesaje para aumentar el tiempo de actividad y reducir el error

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La filosofía de "el tiempo es oro" mueve a las industrias actuales a poner en práctica soluciones que fomenten la eficiencia proactiva y la productividad en la planta, teniendo en cuenta que el tiempo de inactividad merma el crecimiento de los ingresos. Los operadores pueden mejorar la productividad empleando equipamientos y tecnologías que puedan anticiparse a las necesidades operativas y evolucionar con ellas. Los fabricantes logran la precisión requerida en las operaciones de procesamiento en seco, sobre todo en la mezcla de ingredientes en aplicaciones de dosificación y mezcla, mediante la integración de una tecnología de pesaje sofisticada e inteligente en las máquinas y equipos de la planta.

Los sistemas de básculas electrónicas, que constan de sensores de pesaje y de indicadores, están diseñados para aumentar la automatización en aplicaciones de procesamiento en seco. Con las capacidades avanzadas de integración, los sistemas automatizados de pesaje electrónico se conectan con los dispositivos de la planta y se comunican con los PLC, PC y otros sistemas operativos vitales para proporcionar una solución de pesaje automático. La automatización del sistema reduce, con eficacia, la dependencia de la supervisión, manipulación y operación manuales, minimizando, así, las posibilidades de errores humanos.

Los procesos automáticos de pesado proporcionan a los fabricantes mayor control y visibilidad en todas las fases de fabricación, pero también proporcionan otras ventajas aparte de la precisión de la medición. Mediante la aplicación de esta tecnología en aplicaciones complejas de mezcla y dosificación, los usuarios gozarán de un mejor control de la calidad, una mejor gestión de los inventarios y menor necesidad de mano de obra.

Sensores de peso

Un sensor de peso, o célula de carga, es una estructura de acero con medidores de tensión, o sensores electrónicos, colocados en las superficies externas: dos sensores en la parte superior y dos en la parte inferior. Tal como ocurre con la mayoría de las células de carga, esta estructura actúa como una viga voladiza, sujeta por un extremo y sin apoyo en el otro.

Cuando se aplica una carga en el extremo sin soporte, los sensores detectan la tensión en la estructura y proporcionan una salida analógica mV/V. El circuito electrónico del indicador interpreta la salida y el indicador de peso muestra digitalmente la tensión como peso de la carga.

Para el procesamiento en seco, los sensores de peso electrónicos se colocan debajo de cada pata del contenedor de material. Según se va colocando el peso en el contenedor, la corriente eléctrica que atraviesa cada sensor de peso varía, y esta corriente alterada se conduce a una caja de conexión donde se combina.

Desde aquí, los datos recogidos se envían a través del cable de interfaz a un indicador de escala, que convierte la corriente en una indicación digital del peso. Una vez colocados en un contenedor, tanque o tolva, los sensores de peso pueden transformar estos contenedores tradicionales en soluciones de pesado de alta precisión en línea.

Según se va añadiendo un ingrediente en el recipiente, el extremo suspendido del sensor de peso se desvía ligeramente según va absorbiendo la fuerza de la carga. Así, la medición de la fuerza se traduce como el peso del ingrediente. A medida que se añaden los ingredientes siguientes, el sensor de peso se desvía una cantidad apreciable desde su posición actual para indicar el peso del nuevo ingrediente.

A continuación, el extremo suspendido de la célula de carga vuelve a su posición inicial una vez que se vacía el contenedor. Como adición a este diseño, algunos sensores de peso tienen dos pares de sensores electrónicos, también llamados medidores de deformación, ubicados en el exterior de la estructura del sensor de peso, un par en la parte superior y otro en la parte inferior. Esta disposición de sensor ayuda a garantizar una tensión de compresión uniforme en toda la estructura, lo que elimina los efectos de la carga en un extremo, la carga lateral y la torsión.

Indicadores

Los indicadores son el cerebro de la operación de pesaje, que recogen y comunican los datos a través de todas las fases de fabricación para el control de los procesos que sirve para mejorar la precisión, así como para la optimización de los ingresos. Por ejemplo, los datos recogidos se pueden transferir a través de las opciones de conectividad del indicador, comunicando la información a través de la intranet o de Internet para permitir a los operadores supervisar y controlar las operaciones desde un PC ubicado en cualquier parte del mundo.

Los indicadores también realizan varias tareas simultáneamente. Algunos son capaces de supervisar varias básculas independientes a la vez y de controlar directamente las operaciones automatizadas basadas en el peso. Para facilitar la interpretación de los indicadores de un vistazo, se emplea una combinación de texto y gráficos que transmite claramente los estados de los procesos y los pesos de los productos. Esto reduce los errores de lectura y permite a los operadores tomar medidas rápidamente si un proceso se bloquea o los productos no cumplen con las normativas relativas al peso.

Por ejemplo, los gráficos de barras horizontales pueden mostrar las lecturas en las operaciones de control de peso, los gráficos de barras verticales muestran las cantidades de los ingredientes y los gráficos de tarta representan las operaciones de llenado rápido.

En las aplicaciones de procesamiento en seco, los indicadores de las básculas pueden programarse para controlar las aplicaciones de llenado y dosificación mediante la supervisión de los recipientes o tolvas; supervisando cada operación hasta que el recipiente designado alcanza el valor de consigna programado por el usuario. Esto resulta útil para la mezcla de ingredientes, ya que el indicador se puede programar para desconectar cada tolva cuando haya vertido la cantidad designada del ingrediente, garantizando, en todo momento, la mezcla de ingredientes adecuada.

Sistema de pesaje en acción

Para la medición de ingredientes en aplicaciones de mezcla, se puede combinar el uso de sensores e indicadores para automatizar estas aplicaciones y mejorar así la precisión y la uniformidad del producto. Los sensores de peso se colocan en cada pata del contenedor de material para realizar las lecturas. Combinando la tecnología de los sensores con un indicador que almacena los componentes de una fórmula, se garantiza que se emplea la cantidad exacta de cada ingrediente, sin necesidad de la intervención del operador.

Los sensores de peso electrónicos se colocan debajo de cada pata de cualquier contenedor, tanque o tolva, transformando a estos recipientes tradicionales en básculas en línea de alta precisión. Las aplicaciones de procesamiento en seco se benefician de sistemas de pesaje avanzados. Cortesía de: Avery Weigh-Tronix (Ampliar utilizando una presentación de diapositivas al final del artículo)

Una vez establecidos los parámetros de medición en el indicador (que, por lo general, consisten en los pesos de los ingredientes y los tiempos de los eventos), los sistemas de pesaje automatizados se pueden configurar para acceder a fórmulas, realizando las mediciones automáticamente en función de los valores de peso o porcentajes especificados. Cuando se dispensa el primer ingrediente, el indicador supervisa el sensor de peso para determinar cuándo se alcanza el primer punto de consigna, es decir, la cantidad necesaria del primer ingrediente. La primera salida del indicador se usa, entonces, para comunicar este mensaje al sistema de control del equipo dispensador. A continuación, se cierra la válvula del primer ingrediente y se dispensa el segundo.

Además, estos sistemas de pesaje automatizados pueden adaptarse a cambios rápidos de producto, controlando múltiples requisitos de pesaje en una única aplicación y consiguiendo resultados de alta calidad. Para la automatización adicional, se pueden configurar los indicadores para rastrear el uso del producto, manteniendo un total acumulado para los propósitos del inventario; maximizando la eficiencia del proceso y reduciendo las inexactitudes debidas a errores del operador.

Los indicadores también pueden mejorar las operaciones de llenado mediante la prevención de errores de cálculo de medición comunes, tales como el error de caída libre. Como es lógico pensar, el indicador envía una señal de parada al equipo dispensador, pero es probable que siga habiendo material atrapado en medio del modo de dispensación. Esto hace que la cantidad total de ingrediente añadido exceda el valor de consigna, una condición conocida como error de caída libre.

Sin embargo, el uso de indicadores de peso que funcionan en tiempo real puede resolver esta dificultad. Calculando instantáneamente el peso neto futuro del ingrediente, puede determinar la velocidad de caída durante el llenado. El indicador identifica cuándo es probable que se produzca error de caída libre y ajusta el tiempo de llenado en consonancia.

Ventajas de la dosificación y mezcla automatizadas

El uso de un sistema que rastrea automáticamente la dosificación de material y su uso permite a los operadores aumentar el control del inventario, la calidad del producto y la satisfacción del cliente, a la vez que disminuye los costes laborales y de producción. Los sistemas de pesaje electrónicos automatizados ofrecen una fiabilidad sin parangón con una mayor visibilidad de los procesos y control para minimizar los efectos de los errores humanos; ahorrando dinero, tiempo y mano de obra.

Control de calidad

Las aplicaciones de mezcla y de dosificación se basan en mediciones de precisión y, con frecuencia, estos productos afectan directamente a la vida cotidiana, como en el sector farmacéutico y de elaboración de alimentos. Cambios mínimos en las mediciones podrían afectar enormemente a la calidad del producto y a la satisfacción del cliente. La utilización de indicadores con características de control de peso permite a los fabricantes realizar controles de calidad frecuentes, al tiempo que eliminan la necesidad de una báscula de control aparte y la supervisión manual. Simplemente introduciendo límites de peso superior e inferior o usando el modo de muestra, los indicadores se pueden configurar para realizar la desviación estándar o proporcionar los datos estadísticos de gráficos X-R, garantizando que los clientes reciben el valor correcto para su inversión y los fabricantes no están perdiendo ingresos debido a una medición inexacta.

Gestión de inventario

El uso de un sistema de pesaje con capacidades avanzadas de registro de datos y de comunicación ofrece actualizaciones, en tiempo real, del inventario de productos. Los indicadores pueden seguir y supervisar el uso del producto o las cantidades remanentes, comunicar esta información a los ordenadores de oficina, indicar cuándo el inventario de productos es bajo y es necesario realizar un pedido. Por ejemplo, los indicadores se pueden programar para medir el peso de un tanque cada vez que se dispensa el producto, calculando repetidas veces la cantidad que queda. El indicador suma automáticamente las cantidades empleadas de producto y elimina el riesgo de que falte producto o haya excedentes.

Reducción de los costes de mano de obra

Al proporcionar una integración fácil y eficaz con los equipos de fabricación y los dispositivos de comunicación, los operadores pueden reducir al mínimo el funcionamiento manual o las interferencias. De este modo, el sistema de pesaje puede realizar muchas de las funciones que normalmente realiza un operador, aumentando así la precisión y reduciendo los costes de mano de obra.

Conclusión

Mediante la utilización de tecnología de pesaje innovadora para automatizar las aplicaciones de dosificación y llenado, se minimizan las inexactitudes del pesaje y los errores humanos y se maximiza el tiempo de actividad, lo que permite a los operadores aplicar su filosofía de "el tiempo es oro" con la mejora de la productividad y de la rentabilidad.

Don Halbert, Director de Producto de Avery Weigh-Tronix, cuenta con más de 33 años de experiencia en el suministro de equipos y soluciones de pesaje. Él se centra en la necesidad de la recopilación de datos de pesaje en distintos sectores, entre los que se incluyen el almacenamiento, reciclaje, transporte, residuos, alimentos y bebidas.

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