BÉLGICA: Un vistazo a las diez mayores empresas químicas del mundo revela un nombre que puede sorprender. Aunque el público general asocia Mitsubishi principalmente con sus automóviles y sistemas de calefacción, el grupo japonés también ocupa una posición destacada en la industria química.
Desde su planta de Tielt (Bélgica), Mitsubishi Chemical Advanced Materials (MCAM) fabrica plásticos de alto rendimiento mediante procesos de extrusión. Sin embargo, la extrusión es un proceso altamente especializado que debe funcionar de forma continua, por lo que cualquier parada no planificada resulta inaceptable.
Para afrontar este desafío, ATS colaboró en el desarrollo de un nuevo estándar eléctrico para la modernización de equipos existentes, demostrando su experiencia mediante la actualización de varias líneas de extrusión. Además, resolvió un problema crítico relacionado con un variador de frecuencia en un tiempo récord gracias a la incorporación del variador Danfoss iC7-Automation, una solución que proporciona un control avanzado del motor y una elevada fiabilidad para aplicaciones industriales exigentes.
Lo que fabricamos aquí representa la máxima calidad dentro del sector de los plásticos de alto rendimiento. Estos materiales se utilizan en aplicaciones altamente exigentes, como la industria aeroespacial, los aerogeneradores y la fabricación de semiconductores. Podemos sentirnos orgullosos de lo que producimos, ya que solo un reducido número de empresas en todo el mundo cuenta con la capacidad y el conocimiento para fabricar este tipo de materiales.
PET, PEEK, POM C/H, Torlon... Para quienes no están familiarizados con el mundo de los plásticos técnicos, estas siglas pueden decir poco. Sin embargo, se trata de materiales de alto rendimiento utilizados en algunas de las aplicaciones industriales más exigentes.
La fabricación de estos plásticos se realiza mediante procesos de extrusión, una tecnología que idealmente funciona de manera continua, las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
"Después de una parada, se necesita una cantidad considerable de tiempo para que la producción vuelva a funcionar con normalidad. Una vez al año detenemos la actividad durante dos semanas para realizar tareas de mantenimiento programado. Más allá de esta parada planificada, nuestro objetivo es evitar cualquier interrupción no prevista", explica Vanderperre.
MCAM cuenta con 55 líneas de extrusión de distintos tipos en su planta de Tielt, algunas de ellas en funcionamiento desde la década de 1960. Garantizar la fiabilidad de estas instalaciones supone un desafío cada vez mayor. Al mismo tiempo, la compañía está habilitando espacio para incorporar seis nuevas líneas de extrusión y aumentar su capacidad de producción hasta 11.000 toneladas anuales.
"La empresa cree firmemente en lo que hacemos aquí. Por eso, una de mis principales responsabilidades es llevar toda la fábrica al siglo XXI, y ese proceso comienza con la estandarización. Cuando la base tecnológica es la misma en toda la planta, las tareas de operación y mantenimiento resultan mucho más sencillas", señala Vanderperre.
El reto: ampliar la capacidad de producción hasta 11.000 toneladas anual
ATS recibió el encargo de desarrollar un esquema eléctrico estandarizado que sirviera como referencia para todas las líneas de extrusión de la planta, tanto para la modernización de las líneas existentes como para la construcción de las seis nuevas.
"Por un lado, queríamos garantizar un funcionamiento fiable y, por otro, disponer de un control sólido y eficiente de todo el proceso. Esto implica tener una visibilidad clara del rendimiento de cada línea para optimizar su supervisión y control."
Para Frederik Laevens, Business Unit Automation & Project Manager, este fue el primer proyecto realizado junto a MCAM. Sin embargo, la empresa ya contaba con experiencia previa trabajando con distintas divisiones del Grupo ATS. En la planta de Tielt ya conocían la unidad de Media Tensión, VDC Roeselare (componentes eléctricos) y Ohmewatt (resistencias eléctricas).
"La primera colaboración siempre implica una fase de descubrimiento: entender qué es lo más importante para el cliente y cuál es la mejor forma de implementarlo. Partimos de la situación existente y analizamos todas las funciones de cada línea como si fueran un menú de opciones. A partir de ahí, y en estrecha colaboración con el cliente, definimos qué elementos debían estandarizarse en todas las líneas y cuáles debían adaptarse a los requisitos específicos de cada una."
Gracias a este enfoque, ATS pudo desarrollar una solución de automatización flexible y escalable, capaz de mejorar la fiabilidad operativa, simplificar las tareas de mantenimiento y facilitar futuras ampliaciones de la capacidad productiva.
Nuevo enfoque para la modernización de líneas de extrusión
No fue una tarea sencilla. El proceso de extrusión puede variar considerablemente en función del tipo de plástico y del espesor final requerido.
"Mediante la selección y combinación de bloques funcionales, es posible configurar diferentes líneas de extrusión de forma estandarizada. Y eso aporta ventajas muy importantes. Donde antes podían ser necesarios hasta tres cuadros de control, ahora podemos lograr la misma funcionalidad con una solución mucho más compacta", explica Laevens.
ATS tuvo la oportunidad de demostrar la eficacia de este nuevo estándar en la práctica al encargarse de la construcción de una nueva línea de extrusión. El proyecto se desarrolló con éxito y sin incidencias, lo que dio lugar a un nuevo encargo para modernizar dos líneas prácticamente idénticas, las líneas 13 y 15.
"Siempre surgen desafíos durante este tipo de proyectos. Sin embargo, contar con una amplia gama de servicios especializados dentro de la propia organización supone una gran ventaja. Por ejemplo, nuestro equipo de Mecatrónica se encargó de realizar las modificaciones mecánicas necesarias en la estructura y en la transmisión por correa para adaptar el nuevo motor al bastidor de la extrusora existente", señala Laevens.
Gracias a este enfoque estandarizado, MCAM puede simplificar las futuras actualizaciones de sus líneas de producción, optimizar el espacio ocupado por los equipos de control y mejorar la eficiencia de las tareas de operación y mantenimiento.
Necesidad de un variador de frecuencia con alto par
Sin embargo, durante la modernización de otra línea de extrusión surgió un nuevo desafío. Vanderperre explica el origen del problema:
"La extrusión es un proceso que funciona a bajas velocidades y requiere un elevado par motor. Debido a ello, muchos variadores de frecuencia no ofrecen el rendimiento necesario. En este caso concreto, además, se trataba del motor más pequeño de nuestra planta, lo que hacía que el control fuera aún más complejo. El fabricante del variador anterior había intentado resolver la situación mediante la incorporación de un encoder, pero la línea nunca llegó a funcionar exactamente como esperábamos. Los problemas eran especialmente evidentes durante el arranque."
La situación no mejoró tras la modernización de la línea. El motor simplemente no arrancaba. Después de cuatro días intentando resolver la incidencia sin éxito, el proveedor del variador instalado no logró encontrar una solución satisfactoria.
Ante esta situación, MCAM recurrió a ATS en busca de una alternativa que permitiera garantizar un control fiable del motor y el rendimiento requerido para esta exigente aplicación de extrusión industrial.
La solución: control de motor iC7 para un alto par a bajas velocidadesd
La solución: control de motor iC7 para alto par a baja velocidad
La llamada de emergencia llegó a Gianni De Greve, Account Manager de Danfoss en ATS. Desde 2023, ATS es socio oficial de Danfoss Drives, y De Greve actúa como enlace entre ambas compañías.
"Mi trabajo consiste en identificar los desafíos de los clientes y asociarlos con la solución técnica más adecuada. Supe inmediatamente que, para una aplicación tan exigente desde el punto de vista técnico como la de MCAM, los variadores iC7 eran la solución idónea."
El equipo de Danfoss respondió con rapidez y se desplazó junto con ATS a la planta de Tielt. En un tiempo récord, presentaron y probaron las capacidades técnicas del Danfoss iC7-Automation, que superó las expectativas desde las primeras pruebas.
Gracias al avanzado control de motor del Danfoss iC7-Automation, fue posible mantener un control preciso del motor incluso a bajas velocidades y en funcionamiento en lazo abierto (open loop), es decir, sin necesidad de encoder. Esto permitió alcanzar niveles de rendimiento muy superiores a los previstos inicialmente en una aplicación especialmente exigente.
"Gracias al excelente control de motor que ofrece la familia Danfoss iC7, conseguimos mantener el motor perfectamente controlado a bajas velocidades y sin encoder, incluso bajo condiciones de carga mucho más severas de lo esperado."
Koen Schiettekat, Key Account Manager de Danfoss
La implantación del variador de frecuencia Danfoss iC7-Automation resolvió el problema de arranque que afectaba a la línea, garantizando el elevado par requerido a baja velocidad y proporcionando la fiabilidad necesaria para este proceso crítico de extrusión industrial.
Gracias al avanzado control del motor que ofrecen los variadores Danfoss iC7, logramos un funcionamiento estable y preciso incluso a bajas velocidades y sin necesidad de encoder, manteniendo el control del motor bajo condiciones de carga significativamente más exigentes de lo previsto.
Ventajas de iC7-Automation
La elección del variador de frecuencia Danfoss iC7-Automation no fue casual. Este equipo ha sido diseñado específicamente para aplicaciones industriales exigentes como las de MCAM, donde un control preciso del motor y la capacidad de proporcionar un elevado par son fundamentales para garantizar un funcionamiento fiable y eficiente.
Control superior del motor
La principal ventaja del iC7-Automation reside en su avanzado sistema de control del motor, capaz de ofrecer un rendimiento excepcional incluso sin realimentación mediante encoder, es decir, en funcionamiento en lazo abierto (open loop).
Seguridad integrada desde el diseño
Además, el variador ha sido desarrollado bajo el concepto "Secure by Design", incorporando un chip criptográfico integrado que proporciona una protección avanzada frente a accesos no autorizados. Esta funcionalidad resulta esencial para entornos de Industrial IoT y para la estrategia de estandarización preparada para el futuro que MCAM está implantando en sus instalaciones.
Diseño compacto y modular
El diseño modular y compacto del iC7-Automation permite reducir el espacio necesario en los cuadros eléctricos, facilitando tanto su integración en nuevos proyectos como en la modernización de instalaciones existentes.
Máxima flexibilidad para líneas de extrusión
Gracias a su amplia gama de potencias y a sus flexibles opciones de configuración, el variador puede adaptarse a los requisitos específicos de prácticamente cualquier línea de extrusión, proporcionando una solución versátil para una gran variedad de aplicaciones industriales.
El resultado: mantenerse siempre un paso por delante
anderperre no tiene dudas sobre los resultados obtenidos. En menos de cuatro horas, la línea volvió a funcionar a pleno rendimiento y con el par motor requerido gracias a los nuevos variadores. Además, las dos nuevas líneas que actualmente se encuentran en fase de planificación también estarán equipadas con variadores iC7-Automation.
¿Y qué es lo que más valora Vanderperre de esta colaboración?
"Cuando pido a ATS que construya un nuevo cuadro eléctrico, lo hace con los más altos estándares de profesionalidad. Eso, por sí solo, ya es un logro hoy en día. Pero no se limitan a fabricar el cuadro; también se aseguran de que se instale correctamente, de que todo el cableado sea el adecuado y de que el motor esté perfectamente adaptado. Por eso encajan tan bien con una empresa como la nuestra, que necesita avanzar con rapidez. Además, se mantienen al día de las últimas innovaciones tecnológicas. Como líderes en nuestro mercado, esperamos que nuestros socios también estén a la vanguardia. Con los variadores Danfoss han demostrado estarlo."
Con esta colaboración, MCAM no solo resolvió un desafío técnico complejo, sino que también reforzó su estrategia de modernización y estandarización, asegurando que sus futuras líneas de extrusión cuenten con una tecnología preparada para responder a las demandas de la industria del mañana.
ATS y Danfoss: socios en el control de velocidad variable
La colaboración entre ATS y Danfoss cuenta con una larga trayectoria. Durante años, ambas compañías han trabajado de forma conjunta para ofrecer a sus clientes las mejores soluciones en el ámbito del control de velocidad variable, contribuyendo a mejorar la eficiencia, la fiabilidad y el rendimiento de sus procesos industriales.
Esta estrecha cooperación se consolidó oficialmente en 2023 mediante la firma de un acuerdo de colaboración estratégica, reforzando aún más la capacidad de ambas empresas para desarrollar e implementar soluciones innovadoras adaptadas a las necesidades de la industria.
Gracias a la combinación de la experiencia de ATS en integración y automatización industrial y el liderazgo de Danfoss en tecnología de variadores de frecuencia, ambas compañías continúan ayudando a sus clientes a optimizar sus operaciones y afrontar con éxito los retos de la transformación industrial.
Somos fabricantes, pero también queremos aportar valor a nuestros clientes mediante nuestro conocimiento de las aplicaciones y nuestro soporte técnico. Por eso es tan importante colaborar con un socio como ATS. Su equipo actúa como una extensión de nuestra experiencia técnica directamente en las instalaciones del cliente, proporcionando soporte de primer nivel en todas las fases, desde el asesoramiento hasta el mantenimiento y las reparaciones.
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- Características y ventajas de iC7-Automation
Rendimiento superior a bajas velocidades gracias a nuevos algoritmos de control desarrollados por Danfoss. - Alta precisión de par con ajustes de frecuencia de 0 a 370 Hz.
La función de reparto de carga (load drooping) garantiza una distribución uniforme de la potencia y un rendimiento constante. - Capacidad para aumentar la tensión de CC mediante un sistema AFE (Active Front End).
- Combina un elevado par y una alta potencia en un diseño compacto que minimiza el espacio requerido.
- Diseñado con la función Safe Torque Off (STO SIL3) de serie para ofrecer una mayor seguridad.
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