Después de aprender sobre qué son los perfiles, es hora de echar un vistazo a uno de los varios perfiles para PROFINET. PROFIenergy es uno de los perfiles más fáciles de implementar en una amplia gama de dispositivos, desde cámaras hasta motores.

PROFIenergy: Un Asunto Importante

PROFIenergy funciona como una API de programación. PROFIenergy permite que los ingenieros de aplicación utilicen bloques de código comunes en los PLC para controlar las funciones de ahorro de energía en los dispositivos de cualquier proveedor que admita el perfil.

La forma antigua de ahorrar energía en un sistema de automatización: crear interfaces de aplicación específicas para cada máquina..

No suena como un gran problema – después de todo, casi todos los sistemas PROFINET tienen algunas características de ahorro de energía incorporadas.  Pero cada una de esas características viene con una interfaz única que requiere que los ingenieros de aplicaciones escriban código especial para controlar cada dispositivo.  En cambio, PROFIenergy permite utilizar el mismo código para ahorrar energía en una amplia variedad de dispositivos: aplicadores de pegamento, drives, líneas transportadoras, tanques de pintura, robots, etc.  Esto evita muchas conjeturas y el uso de «diseño iterativo» en la construcción de un sistema de ahorro de energía y hace que los cambios en el sistema, una vez que fue especificado e instalado, sean mucho más fáciles.

El uso de PROFIenergy en un sistema de automatización significa que cada máquina utiliza la misma interfaz de aplicación, lo que hace que el código sea mucho más manejable.

Hacer que el ahorro de energía sea simple paga grandes dividendos.  En 2011, PI publicó un caso de estudio que mostró cuán eficaz podría ser PROFIenergy y cuál sería el ahorro inmediato de energía durante el tiempo de inactividad planificado y no planificado.  Este estudio también analizó el uso de energía de una célula de automatización típica y demostró cómo la reducción de la carga base de una célula (la potencia utilizada durante las pausas de producción) podría reducir el costo de funcionamiento estimado en un 30%.

Clases PROFIenergy

Hay tres clases de entidad PROFIenergy.  Las clases uno y dos proporcionan características únicas, y la tercera clase combina las dos anteriores

• Clase 1: El dispositivo admite al menos un modo de ahorro de energía (bajar la velocidad de giro de un motor, detener un compresor, enfriar un tanque caliente, calentar un enfriador, etc.)
• Clase 2: El dispositivo admite al menos una medición de la potencia transferida a través o consumida por el dispositivo (potencia consumida por un drive, potencia transferida a través de un drive, etc.)
• Clase 3: El dispositivo admite ambas funciones de Clase 1 y Clase 2.

Dentro de un dispositivo PROFIenergy de clase 1, hay dos subclases que describen exactamente qué tipo de ahorro de energía implementa el dispositivo:

• Subclase 1: El dispositivo siempre puede aceptar e iniciar una pausa después de recibir el comando Start_Pause
• Subclase 2: Es posible que el dispositivo no siempre pueda aceptar e iniciar una pausa después de recibir el comando Start_Pause. Esto se aplica a máquinas como robots que pueden estar en un modo de funcionamiento que no les permite realizar inmediatamente la transición a un estado de baja potencia.

Como Funciona Realmente

PROFIenergy está acoplado adicionalmente al protocolo base, y utiliza alarmas y los canales de comunicación acíclicos para transferir datos entre los dispositivos y el PLC.  Cada dispositivo implementa el conjunto de comandos PROFIenergy localmente. El controlador solo tiene que saber cómo hablar PROFIenergy para hacer que cada máquina se mueva entre los distintos estados de consumo de energía.

Pero hay un truco en este modelo.  El controlador puede estar conectado a un conjunto de dispositivos muy diferentes, cada uno con sus propias características y modos de ahorro de energía (aun cuando estos pueden estar en la misma clase/subclase).  Un robot de soldadura puede encenderse en segundos, pero puede tomar minutos u horas para calentar un aplicador de pegamento, y el perfil PROFIenergy funciona para ambos.

Por lo tanto, cuando un controlador le dice a un dispositivo de clase 1 o clase 3 que vaya a un estado de baja potencia, les indica cuánto tiempo puede durar una pausa en la producción.   Esos soldadores pueden desconectarse inmediatamente (Subclase 1), pero si el aplicador de pegamento sabe que su ciclo de energía será ineficiente durante una pausa corta, puede retransmitir eso de nuevo al controlador y omitir la pausa (Subclase 2).  Del mismo modo, cuando un controlador solicita a un dispositivo de clase 2 sus datos de consumo de energía, confía en que el dispositivo devuelva las mediciones que son aplicables a la medición de la potencia utilizada en el proceso conectado.

Este modelo de control distribuido mantiene parte de la «inteligencia» de PROFIenergy fuera del software del controlador para hacer el sistema lo más flexible posible.

Implementación

El uso de PROFIenergy en el campo requiere cierta atención a los detalles.  En primer lugar, el controlador PROFINET debe admitir algún tipo de código de aplicación (ya sea con bloques de funciones u otras API) para utilizar los comandos PROFIenergy.  E incluso entonces, sus dispositivos PROFINET pueden o no ser compatibles con las funciones PROFIenergy.  Debe consultar con sus proveedores qué clases y subclases de PROFIenergy admite su controlador y sus dispositivos.

Por último, deberá determinar cómo aprovechar mejor PROFIenergy en su aplicación.  ¿Tiene sentido permitir que un operador de línea ordene una pausa corta de cinco minutos?  ¿Puede su MES utilizar los números de consumo de energía instantáneos para optimizar el flujo de trabajo de fábrica?  ¿Qué tipo de datos de consumo de energía de clase 2 informan sus dispositivos?  Pensar en este tipo de preguntas ahorrará tiempo y dinero por adelantado durante el diseño y hará que mantener su proceso de producción eficiente sea mucho más fácil.