SEMANA DE LA ECOEFICIENCIA DE EUSKADI 2012 EUSKADIKO EKOERAGINKOTASUNAREN ASTEA 2012

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Ricardo Alarcón Domínguez
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2 CONDUCTORES ELECTRICOS A MEDIDA EMBARRADOS - EAF y LF - ADAPTADORES - BRAZOS PORTAELECTRODOS - MORDAZAS - BLOQUES REFRIGERADOS - ELECTROLISIS - FERROALEACIONES - GRAFITACION

3 CONDUCTORES ELECTRICOS A MEDIDA CABLES REFRIGERADOS CONEXIONES FLEXIBLES COMPONENTES PARA MAQUINARIA ELECTRICA BOBINADOS DE INDUCCION

4 CONDUCTORES ELECTRICOS A MEDIDA INGENIERIA Y SERVICIOS - DISEÑO 3D - MONTAJES - REPARACIONES - ASISTENCIA TECNICA

5 PROYECTOS ELECTRICOS INGENIERIA ELECTRICA Desarrollo y suministro de toda la componente de media tensión del transformador de horno eléctrico

6 INGENIERIA ELECTRICA Y AUTOMATIZACION INGENIERIA BASICA Y DE DETALLE. INTEGRACION DE SISTEMAS (PLCs, PCs, REGULACION Y CONTROL, SOFTWARE INDUSTRIAL).

7 INGENIERIA ELECTRICA Y AUTOMATIZACION DESARROLLO DE APLICACIONES. PUESTA EN MARCHA. MANTENIMIENTO.

8 INGENIERIA ELECTRICA Y AUTOMATIZACION ASESORIA Y FORMACION. PROYECTOS LLAVE EN MANO

9 EQUIPAMIENTO DE SENSORICA Y CONTROL PARA OPTIMIZACION DE HORNOS

10 SECTORES DE ACTUACION Diferentes tipos de hornos implican diferentes parámetros a controlar y optimizar: Hornos de Arco Eléctrico. Hornos de Inducción. Hornos de Gas. Hornos de Fuel. Hornos de Calentamiento Eléctrico (resistencias).

11 APLICACIONES Diferentes aplicaciones con soluciones propias: Fusión (Acero / Aluminio /...). Mantenimiento. Precalentamiento. Tratamientos Térmicos, con / sin atmósfera....

12 PROCESO DE CONTROL Captación de variables de proceso por medio de sensores apropiados. Control por mediante equipos digitales (PLCs, PCs,...). Actuación e inyección de ordenes sobre los equipos correspondientes. ACTUACION CAPTACION

13 MONITORIZACION Y SUPERVISION Mejoras en la producción con la introducción de sistemas de supervisión, gestión y análisis de datos (SCADA / HMI).

..) Aumento de la productividad Reducción de

14 ESCENARIOS DE OPTIMIZACION ACTUALMENTE EXIGIDOS Mejora de rendimiento Ahorro de consumo energético (Gas, Fuel, Electricidad, Oxigeno, Carbono,...) Aumento de la productividad Reducción de emisiones (CO 2, NOx,...) Mejora de rendimientos metalúrgicos Reducción de tiempos

Mejoras de las capacidades de regulación / automatización (control).

15 ACTUACIONES PARA LA MEJORA Y OPTIMIZACION DE PROCESOS Aprovechamiento máximo de las capacidades de optimización del propio sistema: Mejora de la monitorización del proceso (captación sensores). Mejoras de las capacidades de regulación / automatización (control). Integración de estas capacidades en bucle cerrado. Mejoras en los elementos de actuación (actuadores). Uso de software de trazabilidad y planificación configurado para cada aplicación específica.

16 MEJORA DE LA MONITORIZACION DEL PROCESO (CAPTACION) Monitorización On-Line de parámetros, según las necesidades de cada horno: Medida concentración de gases (O 2, CO, NOx, CO 2, SO 2,..). Medida de variables eléctricas (V, I, kwh,...). Lectura de temperaturas (pirometría óptica, TCs, PT100,...). Medida de caudales (aire, gas, gas inerte,...). Obtención de inquemados en escapes, emisiones gaseosas. Medida precisa de distancias y niveles (Empleo de láseres en sustitución de finales de carrera,...). En cualquier caso mediante el uso de sensórica adecuada: resolución, repetitividad, linealidad.

17 MEJORA DE LA CAPACIDAD DE REGULACION (CONTROL) Uso de equipos de control digitales de última generación: PLCs, controladores de temperatura,... Independización de regulaciones: aire, combustible, presión,... Estrategias y algoritmos de regulación más complejos y adecuados a cada proceso. Implementación de regulaciones y controles adicionales: válvulas, compuertas,...

18 REGULACION EN BUCLE CERRADO Realimentación de las variables de proceso afectadas en tiempo real. Mejora de las capacidades de regulación.

19 MEJORA DE ELEMENTOS DE ACTUACION Uso de elementos con gran rapidez de respuesta (neumáticos vs mecánicos).

20 MEJORA DE ELEMENTOS DE ACTUACION Empleo de variadores de frecuencia en lugar de sistemas puramente eléctricos: Siguen la ley de proporcionalidad. Control variable de caudal y presión. Ahorro de electricidad. No requieren un arrancador estrella-triangulo.

21 USO DE SOFTWARE DE TRAZABILIDAD Seguimiento de la carga desde su entrada al proceso productivo. Elaboración de informes con los datos mas relevantes relativos al producto. Historización de parámetros útiles para el diagnostico y la optimización (Consumos, tiempos, alarmas,...).

USO DE SOFTWARE DE PLANIFICACION Funciones:

22 USO DE SOFTWARE DE PLANIFICACION Funciones: Coordinación de recursos productivos teniendo en cuenta materia prima, producto semiacabado, capacidad productiva y estado de la instalación. Previsión en el tiempo de la evolución de la instalación decidiendo el modo de funcionamiento.

23 USO DE SOFTWARE DE PLANIFICACION (SISTEMA EXPERTO) SISTEMA EXPERTO Órdenes SIMULACIÓN Captación de datos Captación de datos Órdenes SUPERVISION SCADA Consultas CONTROL PLC ALMACÉN Maniobras, accionamientos INSTALACIÓN

24 USO DE SOFTWARE DE PLANIFICACION (SISTEMA EXPERTO) Objetivos: Reducción de consumo energético en hornos de calentamiento de palanquillas. Aumento de la productividad, al disminuir el tiempo de estancia en horno. Mejor control y gestión del almacén.

25 EJEMPLOS DE APLICACION Horno de Arco Eléctrico. Horno Fusor Regenerativo. Horno de Inducción. Horno de Tratamiento Térmico.

26 HORNO DE ARCO ELECTRICO La energía eléctrica es la base del funcionamiento de los hornos eléctricos de arco. La energía que se que necesita para fundir la chatarra es proporcionada por el arco eléctrico que salta entre los electrodos y la chatarra. El empleo adecuado de la misma es fundamental para que el proceso sea optimo en cuanto a productividad y costos.

27 OPTIMIZACION DEL HORNO DE ARCO Medición de los parámetros eléctricos mediante su valor eficaz. Regulación de la posición de electrodos basada en diferentes variables eléctricas de corriente, tensión, ruido en la onda y potencia en tiempo real. Detección del estado de fusión de la carga en función del nivel de armónicos de las variables eléctricas. Máxima rapidez en la detección del estado de cortocircuito y de cuerpos no conductores Gestión del consumo energético del horno de acuerdo con la contratación realizada con la compañía eléctrica y su coordinación con otros consumos de fábrica. Disminución de los consumos eléctricos, electrodos, refractario y los tiempos de colada. Reduciendo los costes de producción, materia prima y energéticos

Tensión primario, transductores de presión, Salidas: Salidas a servo válvulas

28 SEÑALES CONTROLADAS EN EL HORNO DE ARCO Entradas: Tensiones de fase de secundario Corrientes de fase de secundario Señales digitales de control Comunicación Profibus Tensión primario, transductores de presión, Salidas: Salidas a servo válvulas Salidas digitales para visualización. Comunicación Profibus Tensión secundario transformador

29 SEÑALES CONTROLADAS EN EL HORNO DE ARCO Calculo de energía consumida para fundir una cesta.

30 HORNO FUSOR REGENERATIVO Beneficios del calentamiento del aire de combustión: Incremento de la eficiencia de la combustión. Reducción del consumo. Incremento de la producción. Reducción de la formación de NOx.

31 HORNO FUSOR REGENERATIVO Sustitución de servomotores por válvulas neumáticas de efecto rápido.

32 HORNO FUSOR REGENERATIVO Lazos de regulación independientes para las distintas variables a controlar : Temperatura Caudal Presión

33 HORNO FUSOR REGENERATIVO Mediante el ratio gestionado se consigue una mejor combustión manteniendo siempre la relación gas-aire adecuada.

34 HORNO FUSOR REGENERATIVO Rapidez en fusión evitando tiempos muertos en la conmutación de los quemadores. Elaboración de modelos matemáticos para estimar la potencia necesaria y la temperatura del metal para una correcta fusión del material.

35 HORNO DE INDUCCION Circulación de corriente alterna por una bobina Se induce corriente en la carga metálica Calentamiento por efecto Joule

36 HORNO DE INDUCCION Control de potencia gestionado por señales de termopar y reguladores de temperatura. Gestión de parámetros eléctricos y compensación de carga desequilibrada e inductiva. Control de basculación en horno atendiendo a niveles de caldo en reguera registrados mediante láseres.

37 HORNO DE INDUCCION Control automático de descarga de una pareja de hornos para garantizar el nivel de caldo en reguera y en maquina de colada.

38 HORNO DE TRATAMIENTO Ventajas de regulación pulsatoria secuencial: Mayor recirculación de gases en la cámara de combustión. Mayor transferencia de energía de los gases a la carga. Se puede aplicar a quemadores funcionando todo-poco o todo-nada. Reducción de la formación de NOx.

HORNO DE TRATAMIENTO Componentes de la regulación pulsatoria secuencial: Cualquier quemador cuyas característica de liberalización de energía se optimicen a

39 HORNO DE TRATAMIENTO Componentes de la regulación pulsatoria secuencial: Cualquier quemador cuyas característica de liberalización de energía se optimicen a plena potencia. Válvulas cíclicas de aire. Reguladores de proporción alta/baja potencia. Dispositivos de supervisión de llama. Algoritmo de control pulsatorio.

40 HORNO DE TRATAMIENTO Uso de sensores en carga. Termopares de pinchado. Se consigue una regulación de temperatura mas exacta, optimizando el aporte energético del horno.

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