La fabricación de estas células requiere tanto un elevado grado de conocimientos técnicos como una tecnología de vanguardia, lo que los ingenieros en Grenzebach Maschinenbau GmbH saben muy bien. Sus diversas plantas de fabricación en todo el mundo producen los paneles de vidrio revestido que permiten convertir la luz solar en electricidad. Para la automatización y visualización de planta de su línea de montaje de última generación de células de película delgada, se basan en las CPUs SPEED7 y en los Paneles Táctiles de VIPA.

fotovoltaicas, que se utilizan en los viajes espaciales desde el final de la década de 1950, no fueron ampliamente utilizados por la industria y el sector privado hasta varios años más tarde. Sin embargo ahora el éxito de estos paneles de cristal recubierto es imparable, debido a su continuo desarrollo y cada vez mayor eficiencia. Nuevos sectores de la industria han surgido en el ámbito de la radiación solar y debido al aumento de la demanda, la producción de células fotovoltaicas requiere la expansión en curso, a fin de satisfacer las necesidades mundiales. Los ingenieros en Grenzebach Maschinenbau GmbH reconocen la necesidad de la alta calidad y rendimiento de la producción, y poseen los conocimientos necesarios y la experiencia. Hoy están entre los líderes mundiales proveedores de complejas tecnologías fotovoltaicas, y se han fijado el objetivo de optimizar la relación coste-eficiencia de sus plantas a tal punto que, en un futuro próximo, les permita producir energía solar más barata incluso que la energía nuclear.

De la reparación de máquinas agrícolas a especialista en energía fotovoltaica
Grenzebach Maschinenbau GmbH comenzó como un taller de reparación de máquinas agrícolas. La empresa fue fundada en 1920 por Josef Grenzebach, padre del actual presidente del consejo de administración Rudolf Grenzebach. Rudolf Grenzebach fundó en 1960 Maschinenbau Grenzebach en Hamlar, cerca de Donauwörth. Como productor de tecnología de tratamiento de materiales, la compañia primero se especializó en cintas transportadoras para el tratamiento de grava y, a continuación, amplió la oferta en sistemas para la industria manufacturera láctea y mobiliaria.

A mediados del decenio de 1970, Grenzebach se diversificó en la producción de sistemas de placa de vidrio, que hoy constituye uno de los sectores industriales más importantes de la empresa. La empresa adoptó una estrategia clave en la creación de su propia tecnología electrónica. Hoy en día, su departamento de electrónica desarrolla toda la electrónica de control para los sistemas producidos por Grenzebach asegurando así una buena reputación en el mercado de sus sistemas y experiencia.

El grupo actualmente se compone de seis delegaciones, que están situados en diversos lugares de todo el mundo. Además de la compañía con sede en Hamlar, los especialistas en automatización en Karlsruhe y el Bad Hersfeld especializado en la tecnología de construcción de placas y chapa e ingeniería de procesos, Grenzebach opera plantas en China, la India y los EE.UU.. Emplea a un total de 1500 miembros cualificados de personal.

Sistemas fotovoltaicos de película delgada de Grenzebach
Debido a la creciente necesidad de electricidad procedente de fuentes de energía renovables, la demanda de un alto rendimiento de los sistemas fotovoltaicos es cada vez más elevada. Al mismo tiempo, los completos componentes del sistema de Grenzebach están permitiendo a la empresa establecerse como un proveedor fiable y competente. El nuevo sistema TPV (película delgada fotovoltaica) de Grenzebach ofrece un completo sistema de planta para la fabricación de células de película delgada y, al hacerlo, está fijando nuevos estándares en la producción.

El sector de la energía solar está en auge y, al igual que la industria de las TI en su momento, las cifras de dos dígitos de crecimiento no son raras. Sin embargo, la producción está siendo retenida debido a una escasez del material portador, el silicio. Los módulos de película delgada con base de vidrio representan una alternativa medioambiental más amigable.

En comparación con el silicio, el vidrio (desde el punto de vista de la adquisición de materias primas) es una importante alternativa medioambiental, ya que es considerablemente más barato y fácilmente adquirible. En las nuevas plantas de producción, sólo tres son los procesos necesarios para dar al vidrio flotante su recubrimiento de un nanómetro de espesor para su uso como material de soporte. Este vidrio es laminado para que sea más duradero. La laminación en sí misma ya está generalizada en este proceso, sin embargo el laminado de vidrio con recubrimiento fotovoltaico es un reto, ya que el vidrio es de color negro en lugar de transparente. Como resultado de ello, el desarrollo de un nuevo proceso de laminado se convirtió en necesario. La motivación de este desarrollo era el diseño de los paneles fotovoltaicos de forma económica y, para el año 2010, reducir los costes de fabricación por pico vatio (Wp) en un 35%. Esto permitiria a los productores de energía regenerativa competir con la energía nuclear en el futuro. Con el fin de alcanzar este difícil objetivo, los procesos se están contínuamente redesarrollando y optimizando. Las plantas de Grenzbach alcanzan una producción anual de alrededor de los 65 Megavatios. La nueva generación de máquinas está destinada a lograr un escalonamiento de 15 veces la producción, por lo tanto, superando a la marca de 1-Gigavatio por primera vez.

Estos procesos complejos requieren de una tecnología de automatización de alta velocidad y rendimiento junto con una amigable y moderna visualización, todo ello a un coste razonable. Estos requisitos se adaptan perfectamente a las CPUs SPEED7 y los Paneles Táctiles de VIPA.

VELOCIDAD en la automatización de plantas
Durante la construcción de los sistemas de TPV estaba claro que, a fin de asegurar un proceso de producción libre de incidencias, se requeria una red de alto rendimiento de los sistemas de control. Se necesitaba controlar un total de 15 procesos descentralizados, monitorización centralizada y visualizada en todas las estaciones de control y operación. Con el fin de poder satisfacer estas elevadas exigencias, el departamento de diseño de ingeniería en Grenzebach Maschinenbau GmbH eligió los SPEED7 PLCs de VIPA.

Después de haber llevado a cabo extensas pruebas, los ingenieros en Grenzebach estaban convencidos de que el alto rendimiento del sistema PLC SPEED7, que tiene el procesador más rápido del mundo para la programación con STEP7, era la solución perfecta. Un total de 15 secciones de proceso descentralizadas, el sistema completo de TPV se controla mediante el PLC Vipa 315SN/NET. Con los procesadores Ethernet CP343 integrados, las CPU´s comunican entre ellas y también con la CPU maestra redundante 317SN/NET. Las CP343 integradas procesan hasta 64 conexiones y la tecnología SPEED7 del procesador ofrece un impresionante e inigualable rendimiento. La elevada memoria de programa y de carga integrada ofrece suficiente espacio de almacenamiento para el programa y manejo de datos. Si es necesario, esta memoria se puede ampliar instantáneamente hasta 8 MB, usando tarjetas de ampliación de memoria  (MCC) sin tener que cambiar la CPU. La excelente relación precio-rendimiento de la CPU SPEED7 también fue un factor clave en los múltiples sistemas PLC que se están integrado en cada máquina. En la periferia se utilizan módulos VIPA en su totalidad. Los módulos de E/S de la gama 300V, ofrecen una fácil conexión con diversos sensores y actuadores. Además, módulos especiales Siemens S7-300 (por ej., módulos de función y comunicación) se pueden utilizar en combinación con las VIPA CPUs, lo que hace del sistema SPEED7 un versátil sistema de control.

Grenzebach confía también en la calidad de la gama de productos de visualización VIPA. Cada sistema de TPV está equipado con un total de 22 paneles de control y visualización de 10,4". La creación de redes Ethernet permite supervisar y controlar todo el proceso de producción de cualquiera de los puestos de trabajo. El software SCADA de visualización utilizado fue el popular pack de Movicon, utilizado por miles de empresas de todo el mundo, que es el estándar para los paneles touch de VIPA. El amigable y ergonómico interfaz de desarrollo de aplicaciones HMI y SCADA crea proyectos de forma sencilla y rápida, sin limitación de variables. Durante el desarrollo y la puesta en marcha, VIPA ofrece un amplio asesoramiento y apoyo por un equipo especializado en Movicon. Esta combinación de alta calidad y flexibilidad de componentes PLC y visualización, junto con la ventaja de tener un punto central de contacto hacen de Vipa el socio ideal.

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