Digital versus analógico:a escolha inteligente para atualizar dispositivos de alimentos e bebidas

Para a produção de alimentos e bebidas, as comunicações digitais de dispositivos de campo podem fornecer uma riqueza de dados para aumentar a eficiência e a produtividade que não podem ser alcançadas usando sinais analógicos.

No entanto, a percepção de alto custo e complexidade pode ser um obstáculo à implementação. Desde que você já use um PLC, atualizar seu sistema com comunicações digitais pode permitir um gerenciamento mais simples e custos reduzidos a longo prazo.

Kieran Bennett, gerente da indústria de alimentos, bebidas, produtos químicos e petroquímicos da Bürkert, explica por que a transição para as comunicações digitais é mais fácil do que você pensa.

Assine o PII e receba:

Nossa revista digital bimestral de longa data *Process Industry Informer*, apresentando artigos exclusivos, notícias e atualizações nas Indústrias de Processo, além de comentários de nossos três especialistas do setor:

Sean Moran

Gavin Smith

David Verde

MAIS:

Atualização da Indústria de Processos — nosso boletim eletrônico semanal
Podcast de PII
Mensagens especiais dos nossos parceiros publicitários

No setor atual de alimentos e bebidas, mesmo locais relativamente pequenos, como microcervejarias, utilizam PLCs (controladores lógicos programáveis) para gerenciar suas operações. Embora os CLPs sejam baseados em comunicações digitais, no nível dos dispositivos de campo, muitas redes ainda dependem de comunicações analógicas.

Para sistemas como este, desde o controle da temperatura do vapor até a vazão do líquido, o PLC envia sinais analógicos para dispositivos de campo, como válvulas e sensores, que retornam sinais conforme necessário, também por meio de comunicações analógicas. Enquanto isso, o PLC se comunica com a interface homem-máquina (HMI) por meio de sinais digitais baseados em Ethernet.

Redução de custos e complexidade

Para permitir a comunicação analógica, módulos adicionais de saída e entrada (E/S) que convertem sinais digitais em analógicos e vice-versa são adicionados a um PLC. Cada dispositivo de campo habilitado para analógico requer seu próprio módulo de E/S, aumentando o custo de forma incremental. Embora os utilizadores existentes já tenham investido, a expansão do sistema aumentará os custos.

Alternativamente, a comunicação digital reduz custos a longo prazo. Fazendo uma nova instalação, com um PLC Siemens e seis dispositivos de campo conectados através de módulos de E/S analógicas, é possível economizar quase £ 1.000 em hardware convertendo a rede para Ethernet industrial.

Para os sistemas existentes, vários novos dispositivos podem ser adicionados sem custos adicionais, uma vez feito o investimento inicial e modesto para um gateway Ethernet industrial – sem custos adicionais de licenciamento do fornecedor de PLC.

A ligação de dispositivos através de comunicações digitais também é muito mais simples de gerir em comparação com as ligações analógicas tradicionais, poupando tempo e custos de cablagem e comissionamento.
Os dispositivos conectados digitalmente proporcionarão um retorno de custos ao longo do tempo e, mais importante ainda, as informações que eles fornecem criarão uma operação mais lucrativa e eficiente para o futuro.

Vantagens operacionais

Mesmo que você não planeje adicionar dispositivos imediatamente, a transição para comunicações digitais permite melhorias operacionais significativas como resultado da maior disponibilidade de dados. Ao contrário dos seus homólogos analógicos, as informações dos dispositivos digitais podem ser registadas e analisadas para otimizar o processo.

Isso pode gerar economia de custos, melhorias de produtividade e maior qualidade do produto. Os dados dos dispositivos digitais também são mais confiáveis em comparação aos analógicos, com maior precisão de medição e repetibilidade.

Os dados comunicados por sensores digitais também são cruciais para melhorar a manutenção e minimizar o tempo de inatividade. Os dados de diagnóstico, bem como informações como o número total de ciclos de vida útil, podem ser utilizados para planear a manutenção preventiva, reduzindo a probabilidade de avarias. Em vez disso, utilizando dispositivos analógicos, a alternativa é reagir a falhas, bem como à perspectiva de tempo de inatividade para reparação e substituição.

Conversão simples

A conversão para comunicações digitais pode ser tão simples quanto adicionar um gateway fieldbus na conexão entre um PLC existente, controladores de fluxo de massa (MFCs) prontos para Ethernet e sensores. Isso elimina o custo e a complexidade dos múltiplos módulos de E/S analógica do CLP, substituindo-os por um único dispositivo de gateway, como o Bürkert ME43. Um único gateway pode conectar até 256 entradas, todas com integração sem licença.

O ME43 se comunica com o PLC através do protocolo especificado pelo fornecedor, ao mesmo tempo que suporta comunicações digitais com dispositivos de campo através da rede confiável Bürkert EDIP (Efficient Device Integration Platform). O EDIP é baseado no CANopen, o protocolo de comunicação industrial utilizado em milhões de carros em todo o mundo.

Uma alternativa é utilizar o protocolo IO-Link, embora o gateway mestre IO-Link só possa integrar no máximo oito dispositivos. Obviamente, você pode integrar dispositivos de campo diretamente compatíveis com o fornecedor de CLP de sua escolha, sem usar um gateway. No entanto, isso acrescenta um custo de licença significativo por dispositivo e, na realidade, não acrescenta um benefício prático de desempenho.

Transição gradual

Também é possível interoperar dispositivos de campo com uma combinação de comunicações analógicas, fieldbus e digitais. Adicionar um módulo ME44 ao gateway fieldbus ME43 integra E/S analógica junto com digital. Como resultado, você pode fazer a transição gradual dos seus dispositivos de campo de analógico para digital à medida que eles atingem o fim de sua vida útil.

Para fazer a transição imediata sem o custo de substituição de válvulas, você pode convertê-las para comunicações digitais compatíveis. O cabeçote de controle 8681 da Bürkert atua como um adaptador para converter atuadores de terceiros para integração com vários protocolos Ethernet, economizando custos significativos, especialmente para aplicações com alto número de válvulas.

Independentemente de como a transição for gerenciada, os dispositivos conectados digitalmente proporcionarão um retorno dos custos ao longo do tempo. Mais significativamente, as informações que fornecem criarão uma operação mais lucrativa e eficiente para o futuro.

Kirsty Anderson
Sistemas de controle de fluidos Bürkert
Tel:+44 (0)1285 648761 Fax: +44 (0)1285 648721
Web: www.burkert.co.uk
E-mail: kirsty.anderson@burkert.com

Detalhes de contato Sobre nós Últimas notícias Últimos vídeos

Sistemas de controle de fluidos Burkert

Sobre nós

A Bürkert está presente em trinta e cinco países ao redor do mundo. Trabalhamos também com uma ampla rede de distribuidores e parceiros, o que significa que estamos o mais próximo possível dos nossos clientes. Esta presença global garante serviço e suporte completos a todos os nossos clientes em todos os países do mundo. A pesquisa é a força vital da nossa empresa.

Na Bürkert, nunca estamos satisfeitos com o status quo e buscamos continuamente novas tecnologias e soluções para nossos clientes. Todos os anos, nossos funcionários desenvolvem produtos e soluções novos e altamente avançados, que vão desde unidades integradas de medição e controle de processos até os sistemas mais sofisticados usados em pesquisa farmacêutica. Para sermos líderes de mercado, somos também líderes em P&D.

Portanto, nosso investimento em pesquisa e desenvolvimento é um dos mais altos do nosso setor. Nos nossos centros de investigação na Alemanha e em França, 150 pessoas estão empenhadas em trabalhar por um futuro comum para a nossa empresa e os nossos clientes. Temos o compromisso de oferecer nossa experiência onde for necessária, em qualquer lugar do mundo. Esta presença global garante que os nossos avanços na tecnologia de controle de fluidos também sejam globais.