AERZEN es un fabricante líder internacional de compresores de aire de alto rendimiento y especialista en aplicaciones, sobre todo en el campo del tratamiento de aguas residuales en plantas depuradoras. AERZEN no solo construye máquinas que comprimen medios gaseosos. También ha desarrollado formas de implantar y controlar estas máquinas de forma muy eficiente.
En el campo del reciclaje de aguas residuales en plantas de tratamiento, las soplantes de desplazamiento positivo, los compresores de émbolos rotativos, los compresores de tornillo y las turbosoplantes se utilizan para suministrar oxígeno en tanques de aireación. La mayor parte de las necesidades energéticas de una planta se destinan a producir el aire comprimido necesario para ello. Por ello, es muy importante que las máquinas se controlen de forma eficaz y solo generen la cantidad de oxígeno necesaria en cada momento. Si los equipos se sobreutilizan cuando se necesita un mínimo de oxígeno, ello repercutirá negativamente en la eficiencia de toda la planta. Sin embargo, las necesidades de aire comprimido en las plantas de tratamiento de aguas residuales varían enormemente. El consumo durante el día es elevado, pero disminuye por la noche. En verano se necesita más agua que en invierno. El consumo de agua también fluctúa a lo largo del día y, por tanto, también las necesidades de oxígeno de la depuradora.
Para generar un caudal volumétrico adaptado a cada necesidad real, AERZEN ha desarrollado diversos controles de soplantes innovadores y altamente eficientes que regulan automáticamente la aplicación de diversas combinaciones de soplantes o compresores en función de las necesidades. Las máquinas pueden conectarse individualmente, por parejas o incluso de tres en tres. Esto permite controlar las máquinas con la mayor eficacia posible y muy cerca de la curva de carga, y evita que las plantas suministren oxígeno por encima de las necesidades actuales.
Estas soluciones innovadoras y conectadas y los procesos automatizados permiten a AERZEN marcar hitos en el camino hacia la Industria 4.0 y promover una gestión de las aguas residuales que marque tendencia y ahorre recursos, tal y como se define en Agua 4.0.
En general, existen dos tipos de control: el control descentralizado, que tiene un vínculo fijo con una máquina, y el control central, que coordina varias máquinas a un nivel superior fuera de los equipos individuales; además, hay que distinguir entre controles monopuesto y controles globales. Un sistema monopuesto, como su nombre indica, solo controla un «puesto de trabajo» o una máquina de la planta, mientras que un sistema de control global controla varias máquinas. A continuación se explican y destacan estos términos con la ayuda de los controles de aire comprimido AERtronic y AERsmart:
AERtronic
AERtronic es un sistema tradicional de control local de equipos. AERtronic se utiliza en todo el mundo para controlar los tipos de máquinas Delta Blower, Delta Hybrid y Delta Screw de AERZEN. Como control para una soplante individual, suele estar integrado en la protección acústica de la máquina. Sin embargo, también se puede instalar por separado en un bastidor.
El control del compresor abre un amplio abanico de opciones y usos para el operador de la planta: La clara e intuitiva pantalla TFT (pantalla de transistor de película delgada) de 4,3” con pantalla táctil permite a los técnicos controlar la máquina, leer datos del proceso como las horas de funcionamiento, las horas de servicio o los eventos operativos y supervisar los valores del proceso en el lugar de instalación. Una vez puesto en marcha y tras haber introducido los parámetros operativos (incluidos los ajustes de advertencia y sobrecarga), AERtronic asume de forma independiente el control de la máquina con la máxima eficiencia. Por ejemplo, basándose en los ratios, controla el uso de la máquina a una presión de trabajo óptima. Mediante un módulo adicional denominado «WebView», también es posible una supervisión descentralizada a través de la intranet en la fábrica y, utilizando el cliente VPN correspondiente, un control externo a través del teléfono, otro dispositivo móvil o PC desde cualquier lugar del mundo. De este modo, pueden consultarse los datos de funcionamiento actuales, la transmisión de mensajes de error, las horas de funcionamiento, los mensajes de alarma, la supervisión de vibraciones, la planificación del servicio y la visualización, y evaluación de los datos de proceso en periodos de tiempo predefinidos, independientemente de la ubicación del compresor.
Este tipo de supervisión ofrece enormes ventajas. En primer lugar, permite reaccionar rápidamente a las desviaciones, los errores o los mensajes de alarma. El mantenimiento puede planificarse de forma más eficaz, el control de las vibraciones permite detectar mejor el desgaste regular y también llevar a cabo una auténtica supervisión del estado. El control del compresor está vinculado a todas las interfaces actuales: además del MODBUS RTU estándar, se pueden utilizar PROFIBUS DP, MODBUS Gateway entre RTU y MODBUS TCT (Ethernet) y PROFINET©. Además, existe la opción de extraer señales como la presión entrante y saliente, la presión del aceite o las temperaturas y proporcionarlas en forma de señal de 4-20 mA. Como control descentralizado, AERtronic puede conectar y controlar de forma sincronizada hasta cinco máquinas AERZEN con la misma prioridad y diseño a través del MODBUS RTU. Esta conmutación de carga base/conmutador ya está instalada en todos los sistemas AERtronic.
El AERtronic también ha alcanzado una nueva dimensión de transparencia de la máquina, ya que registra y guarda sus datos de proceso sobre el funcionamiento del compresor o la soplante junto con la fecha correspondiente, lo que a su vez permite un análisis específico de los procesos operativos en una fecha posterior. A partir de los datos, se pueden planificar sistemáticamente los tiempos de mantenimiento y servicio e introducir medidas correctoras de forma más selectiva. Esto aumenta los tiempos de funcionamiento de la máquina.
El resultado es un control más eficaz del aire comprimido que, en función de las necesidades, conecta o desconecta las máquinas que trabajan en un sistema conectado. De este modo, se evitan los tiempos muertos y se minimizan los ciclos de conmutación en carga o en reposo.
AERsmart
A diferencia de AERtronic, el último desarrollo de AERZEN en el ámbito de los controles es AERsmart, que se diseñó como un sistema de control global desde el principio. Desarrollado específicamente para el mercado de las aguas residuales, es la joya de la corona del innovador mundo de Performance3 al ofrecer un potencial adicional de ahorro energético.
Performance3 describe el funcionamiento eficiente de un grupo de tres tecnologías de soplantes de AERZEN diferentes: la Delta Blower, una soplante de desplazamiento positivo, el Delta Hybrid, un compresor de émbolos rotativos y la Aerzen Turbo, una turbosoplante o un turbocompresor. Cada una de las máquinas está optimizada para diferentes rangos de caudales volumétricos. La idea innovadora preliminar de los desarrolladores fue, por tanto, combinar las distintas tecnologías de las máquinas para un uso flexible y basado en las necesidades de los distintos puntos fuertes de las máquinas en lo que a eficiencia energética se refiere. La Turbo también se refiere a una máquina turbo y ofrece el funcionamiento más eficiente próximo a su punto nominal. Delta Hybrid y Delta Turbo son máquinas de desplazamiento que ofrecen una buena eficiencia incluso en operaciones con carga parcial. Blower, Hybrid y Turbo se pueden implantar de manera individual o en grupos de dos o tres. De este modo se puede optimizar el uso de energía para todas las exigencias de carga. La aplicación variable de estas diferentes tecnologías ha permitido lograr unos ahorros de energía de hasta el 30%. El control AERsmart aumenta además la eficiencia generada por el funcionamiento combinado Performance3: hasta un 15 % solo con la aplicación de este innovador control.
De este modo, AERsmart actúa como un conductor que va cambiando en cada caso a la máquina o combinación de máquinas más eficiente. Los datos del rango de rendimiento de los equipos y su eficiencia se guardan en el algoritmo de AERsmart. La evaluación inteligente de estos detalles se traduce en una regulación activa del sistema integrado de máquinas. Así pues, es posible coordinar y controlar hasta doce máquinas, incluidos modelos de terceros. Los caudales volumétricos necesarios se distribuyen de manera inteligente entre cada una de las máquinas.
Además, permite guardar y analizar los datos del proceso y transferirlos a otros sistemas. Si bien AERtronic solo controla máquinas de desplazamiento, es decir, soplantes y compresores, AERsmart también puede controlar otras tecnologías, por ejemplo, las turbosoplantes.
¿Cómo funciona? Los valores de la cantidad de oxígeno, aire comprimido y caudal volumétrico que necesitan los tanques de aireación, se transfieren al sistema de control como señales de valores nominales o mediante una conexión de bus. A continuación, AERsmart selecciona la combinación óptima de máquinas del grupo, de modo que el caudal volumétrico se genera siempre con precisión en línea con la carga. Las cantidades de aire necesarias se distribuyen de forma óptima entre las distintas tecnologías y su eficiencia. Esto genera un suministro de oxígeno en el tanque de aireación de manera más eficiente que nunca: incluso con cambios frecuentes en la carga, produce un diagrama de características prácticamente perfecto.
AERsmart está disponible como diseño para montar en pared o como consola. Como siempre funciona como sistema de control central y no individual, no se integra en la máquina. Una interfaz fácil de usar y un menú intuitivo permiten una instalación sencilla. La pantalla táctil de 12” y alta resolución muestra con claridad los datos generales del proceso y los de cada una de las máquinas. Por ejemplo, el monitor puede mostrar la cantidad total de aire y la presión diferencial del día anterior, información en detalle de cada una de las máquinas, la utilización por semana y la cantidad de aire o el caudal de presión de los días anteriores. Esto permite supervisar y analizar el rendimiento y el ciclo de vida de cada compresor y el de todo el parque de maquinaria. Al igual que AERtronic, AERsmart ofrece un nivel de transparencia incomparable con respecto al ciclo de vida total de la máquina o el grupo de máquinas. El sistema de control se comunica mediante señales analógicas o sistemas de bus, por ejemplo, MODBUS, PROFIBUS o PROFINET, y puede conectarse en red con el sistema de control del proceso y con otros sistemas. Al igual que con AERtronic, la aplicación de AERZEN WebView permite el diagnóstico remoto a través de una intranet o de Internet. Además, al igual que el AERtronic, el AERsmart también dispone de una amplia gama de idiomas entre los que elegir y, de este modo, garantiza el uso seguro del mando en todo el mundo.
Con los controles AERsmart y AERtronic, AERZEN ha dado un paso importante en la dirección de la Industria 4.0 y el «Internet de las cosas». Ambos controles abren la oportunidad de una producción digitalizada, inteligente y con ahorro de recursos, así como de la comunicación entre máquinas.
