Obsidean_VM/04-SIDEL/09 - SAE452 - Diet as Regular - San Giovanni in Bosco/Masselli (UR62 & UR29).md

Utility da Maselli

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Evaluación Técnica de Refractómetros en Línea para Medición de Brix en Jarabe Diet con Integración PLC Siemens (<300ms)

1. Resumen Ejecutivo

Este informe evalúa la idoneidad de los refractómetros en línea Masselli UR62 y UR29 para la medición de grados Brix (°Bx) en jarabe Diet, con un enfoque específico en la alta precisión y una velocidad de adquisición de datos inferior a 300 milisegundos (ms) para la integración con un PLC Siemens. Adicionalmente, se analizan alternativas de mercado que cumplen o superan estos requisitos.

El análisis concluye que el modelo Masselli UR62, debido a su precisión "básica" (±0.1 a ±0.2 °Bx), es probablemente inadecuado para el control preciso requerido en jarabes Diet de bajo contenido de Brix.1 El modelo Masselli UR29 ofrece una precisión significativamente mayor (±0.02 °Bx), adecuada para la aplicación.3 Sin embargo, lograr la tasa de actualización requerida de <300 ms hacia un PLC Siemens presenta desafíos con la arquitectura Masselli. Las vías de comunicación estándar (analógica, RS485) son insuficientes. La integración a través de los paneles de control MP02 o el más reciente MP06, que ofrecen opciones de Profibus DP, Profinet y Ethernet/IP 4, es teóricamente posible, pero la latencia acumulada a través de la cadena de comunicación (sensor -> panel -> PLC) requiere una verificación específica por parte del fabricante para confirmar el cumplimiento del objetivo de <300 ms.

Varias alternativas de mercado fueron evaluadas. Los refractómetros Anton Paar L-Rix 5100 y L-Rix 5200 destacan por ofrecer alta precisión (±0.1 °Bx y ±0.05 °Bx respectivamente) y, crucialmente, soporte nativo para Profinet IO y Ethernet/IP.6 Esta capacidad de comunicación directa proporciona la ruta más prometedora y de menor latencia para cumplir con el requisito de velocidad de <300 ms con PLCs Siemens. Otros competidores como Vaisala (PR53AC) y Schmidt + Haensch (serie iPR) ofrecen modelos de alta precisión (especialmente S+H iPR HR2 con ±0.02 °Bx 8), pero carecen de soporte nativo para Profinet/Ethernet/IP en sus configuraciones estándar, dependiendo de Modbus TCP/RTU o gateways externos, lo que introduce complejidad y posibles cuellos de botella de latencia.8 Mettler Toledo, aunque fuerte en instrumentación de laboratorio y pesaje con conectividad Profinet/EIP 10, no presenta evidencia clara en la investigación de un refractómetro en línea adecuado para esta aplicación específica.

Se recomienda prioritariamente investigar los modelos Anton Paar L-Rix 5200 (por su mayor precisión) y L-Rix 5100, dada su combinación de precisión adecuada y soporte nativo para protocolos de alta velocidad compatibles con Siemens. Como segunda opción, se debe verificar explícitamente con Masselli la velocidad de actualización alcanzable (<300 ms) para la configuración UR29 -> MP02 -> Profinet/Ethernet/IP, aprovechando la excelente precisión del UR29. La opción del UR29 a través del MP06 requiere una validación aún más cuidadosa debido a las preocupaciones sobre la latencia del sistema.

2. Introducción

2.1. Contexto

La medición precisa y en tiempo real de los grados Brix es un parámetro crítico en la producción de bebidas, asegurando la consistencia del producto, el cumplimiento de las especificaciones y la optimización del uso de ingredientes. Esta necesidad se acentúa en la producción de bebidas "Diet" o bajas en calorías, donde las concentraciones de edulcorantes son significativamente menores. Un control riguroso sobre bajos niveles de Brix es esencial para mantener el perfil de sabor deseado y la calidad del producto final.

2.2. Desafío

La aplicación específica descrita presenta un desafío técnico doble: requiere no solo una alta precisión en la medición de Brix (adecuada para niveles bajos encontrados en jarabes Diet) sino también una velocidad de adquisición de datos excepcionalmente rápida. La exigencia de un tiempo de ciclo de actualización inferior a 300 ms hacia un sistema de control basado en PLC Siemens impone restricciones significativas en la arquitectura de comunicación del sistema de medición. La integración fluida y de alta velocidad con la plataforma Siemens es, por lo tanto, un criterio fundamental.

2.3. Objetivo

El objetivo de este informe es realizar una evaluación técnica exhaustiva de los refractómetros en línea Masselli UR62 y UR29 frente a los criterios de alta precisión y velocidad de actualización <300 ms para la integración con PLC Siemens. Adicionalmente, se identificarán y compararán alternativas viables disponibles en el mercado que puedan satisfacer o superar estos exigentes requisitos, proporcionando una base sólida para la selección del equipo más adecuado para la monitorización de Brix en jarabe Diet.

2.4. Metodología

El análisis se basa en la revisión de hojas de datos técnicos de los fabricantes, especificaciones de productos, manuales de usuario y conocimiento general de la industria sobre instrumentación de procesos, automatización y protocolos de comunicación industrial. Se presta especial atención a los parámetros de precisión, rango de medición, tiempos de respuesta del sensor, interfaces de comunicación disponibles y arquitecturas de sistema que influyen en la latencia total de la adquisición de datos hacia el PLC.

3. Análisis de Refractómetros en Línea Masselli (UR62 & UR29)

3.1. Descripción General de Masselli UR62

El Masselli UR62 es un refractómetro digital en línea tipo sonda, diseñado para una instalación sencilla directamente en la línea de proceso o en tanques.1 Su función principal es la medición continua de la concentración de líquidos, expresada en Brix, índice de refracción (nD) o porcentaje de concentración, ofreciendo lo que el fabricante denomina "precisión básica".1 Este modelo está orientado a aplicaciones que requieren una salida analógica estándar (4-20 mA) para la monitorización o alarmas básicas de proceso cuando la concentración se desvía de los límites especificados.1

• Rango de Medición: El UR62 opera típicamente en un rango de 0 a 80 °Bx, correspondiente a un índice de refracción de 1.3170 a 1.4907 nD.1 Este rango es adecuado para muchas aplicaciones en la industria de bebidas, aunque la precisión en la parte baja del rango es crucial para jarabes Diet.
• Precisión/Exactitud: Calificada como "básica" por el fabricante.1 Los valores específicos encontrados varían ligeramente entre las fuentes documentales:
  • ±0.20 °Bx (equivalente a ±0.0004 nD) cuando se utiliza de forma autónoma.1
  • La precisión puede mejorar a ±0.10 °Bx (equivalente a ±0.0002 nD) si se combina con el receptor/pantalla opcional RC24.2
• Resolución: La resolución de la medición es de 0.2 °Bx en la configuración autónoma, mejorando a 0.1 °Bx cuando se utiliza junto con el sistema IR02 (que incluye el RC24).2
• Tiempo de Respuesta del Sensor: Se especifica un tiempo de respuesta de 2 segundos.13 Es importante notar que este valor se refiere al tiempo que tarda el sensor en reflejar un cambio en el proceso medido, y no representa la tasa de actualización de datos hacia un sistema de control externo.
• Interfaces de Comunicación:
  • Estándar: Salida analógica 4-20 mA.1
  • Digital: Interfaz RS485 incorporada, utilizada principalmente para la configuración a través de un PC o para la conexión con la unidad de visualización opcional RC24.1 Algunas fuentes mencionan la disponibilidad opcional de Profibus DP o Ethernet/IP 12, pero esto probablemente requeriría el uso de convertidores externos o unidades de control como el RC24 o el MP06, ya que no son interfaces nativas del sensor UR62.

3.2. Descripción General de Masselli UR29

El Masselli UR29 se presenta como un componente dentro de sistemas modulares más complejos, como el Analizador de Bebidas IB07.3 Típicamente, opera en conjunto con un Receptor Multiparamétrico MP01 o MP02, que gestiona la comunicación y el procesamiento de datos del sensor.3 Este modelo está diseñado para aplicaciones que requieren una mayor precisión en la medición.

• Rango de Medición: Una hoja de datos específica para el sistema IB07 menciona explícitamente un rango de medición de 0-20 °Bx para el UR29 en esa configuración.3 Este rango es particularmente relevante para la aplicación de jarabe Diet. Aunque es probable que el sensor sea capaz de rangos más amplios (modelos relacionados como UR24 y UR32 alcanzan hasta 95 °Bx 15), la mención del rango 0-20 °Bx subraya su potencial adecuación para bajas concentraciones.
• Precisión/Exactitud: La precisión declarada para el UR29 en el contexto del IB07 es del 0.1% del rango, con una exactitud máxima de ±0.02 °Bx (considerando una variación de temperatura de ±10 °C).3 Esta precisión es notablemente superior a la del UR62 y se alinea mejor con los requisitos de control estricto para jarabes Diet.
• Tiempo de Respuesta del Sensor: Se indica un tiempo de respuesta de 1.0 segundo.3 Al igual que con el UR62, este es el tiempo de respuesta intrínseco del sensor a cambios en el proceso, no la tasa de actualización de datos al PLC.
• Interfaces de Comunicación: El UR29 está diseñado para conectarse digitalmente (probablemente mediante RS422/485, como se indica para el UR32 15) al receptor MP01/02.3 Es el receptor MP01/02 el que proporciona las interfaces de salida al sistema de control superior.3

3.3. Paneles de Control/Interfaces Masselli (RC24, MP01/02, MP06)

La integración de los refractómetros Masselli con sistemas de control como un PLC Siemens depende de las interfaces y paneles de control utilizados:

• RC24: Es un receptor/controlador básico opcional diseñado principalmente para el UR62.1 Permite la visualización remota de datos y mejora ligeramente la precisión y resolución reportada del UR62.2 Funciona como una pantalla y posiblemente como un repetidor de la señal (probablemente retransmitiendo vía analógica o manteniendo la comunicación RS485), pero es improbable que soporte directamente protocolos de alta velocidad como Profinet o Ethernet/IP.
• MP01/02: Son receptores multiparamétricos utilizados con sensores de mayor precisión como el UR29, a menudo como parte de sistemas de análisis de bebidas (IB07).3 Estos módulos gestionan la comunicación con el sensor (vía digital, probablemente RS485/422) y proporcionan las salidas al sistema de control. El MP02, en particular, ofrece salidas analógicas (0/4-20mA), RS485 y, de forma opcional, Profibus DP o Ethernet/IP.4 La disponibilidad de Ethernet/IP en el MP02 representa una vía potencial para la integración con Siemens.
• MP06: Es el panel de control "inteligente" más reciente de Masselli, diseñado como interfaz para los analizadores de bebidas en línea de la compañía (como IB07/IB08, que utilizan el UR29).5 Este panel puede gestionar múltiples instrumentos (hasta 8) 5 y cuenta con pantalla táctil, servidor web integrado y capacidades de registro de datos.5 De manera crucial para esta aplicación, el MP06 lista explícitamente entre sus interfaces de comunicación: Wifi, Ethernet (para red local/web), USB, RS485 y, fundamentalmente, Interfaces Fieldbus: Profibus, Profinet, Ethernet/IP, ModbusTCP.5 Esto aborda directamente la necesidad de protocolos compatibles con Siemens.

3.4. Evaluación de la Precisión para Jarabe Diet

La selección de un refractómetro adecuado para jarabe Diet depende críticamente de su precisión, especialmente en el extremo inferior de la escala Brix.

• La precisión especificada para el UR62 (±0.1 a ±0.2 °Bx 2) presenta un desafío significativo para el control de jarabes Diet de bajo contenido en Brix. En un jarabe con, por ejemplo, 2 °Bx, una incertidumbre de ±0.2 °Bx representa un error relativo del ±10%. Este nivel de incertidumbre es frecuentemente inaceptable para mantener la consistencia del sabor y la calidad en bebidas Diet, donde pequeñas variaciones absolutas pueden ser percibidas por el consumidor.
• En contraste, la precisión del UR29, especificada en ±0.02 °Bx 3, es mucho más adecuada. Para el mismo jarabe de 2 °Bx, esto representa un error relativo de solo ±1%. Este nivel de precisión permite un control mucho más estricto del proceso, lo cual es fundamental para productos de baja concentración.
• Además de la exactitud, la resolución (la mínima diferencia detectable) es importante para una regulación estable. El UR29, presumiblemente emparejado con el MP01/02, ofrecería una resolución superior (implícito por su mayor precisión general) en comparación con el UR62 autónomo (0.2 Brix 2). El UR62 con RC24 mejora a 0.1 Brix 2, pero sigue siendo inferior en precisión general al UR29.

Por lo tanto, para la aplicación específica de jarabe Diet, el Masselli UR29 es el candidato preferible desde el punto de vista de la precisión.

3.5. Velocidad de Adquisición de Datos (<300ms) e Integración con PLC Siemens

El requisito principal del usuario es lograr una tasa de actualización de datos en el PLC Siemens inferior a 300 ms. Este es un requisito exigente para sistemas de medición de procesos.

• Latencia del Sistema: Es crucial entender que el tiempo total desde que el sensor realiza una medición hasta que el dato está disponible y utilizable en el PLC Siemens no depende únicamente del tiempo de respuesta intrínseco del sensor (1-2 segundos para UR29/UR62 3). Este tiempo total es la suma de las latencias introducidas en cada paso de la cadena de comunicación:

  1. Procesamiento interno del sensor.
  2. Comunicación del sensor al receptor/panel (ej. UR29 a MP02/MP06 vía RS485/422).
  3. Procesamiento en el receptor/panel (ej. MP02 o MP06).
  4. Comunicación desde el receptor/panel al PLC (ej. vía Profinet/Ethernet/IP).
  5. Procesamiento del ciclo del PLC.

  Para un control de proceso rápido, el PLC necesita recibir datos actualizados frecuentemente (ciclo <300ms). Los enlaces serie (como RS485 entre sensor y panel) son inherentemente más lentos y tienen mayor sobrecarga de protocolo que los buses de campo integrados como Profinet IO. Además, la capacidad de procesamiento del panel intermedio (MP02 o MP06) influirá en cuán rápido puede consultar al sensor y actualizar los datos hacia el PLC. La simple presencia de una interfaz Profinet/EIP en el MP06 5 o MP02 4 no garantiza automáticamente que todo el sistema pueda mantener un ciclo de actualización inferior a 300 ms.

• Evaluación de las Vías de Comunicación Masselli vs. Requisito de Velocidad:

  • UR62 -> Analógico (4-20mA) -> PLC: Inadecuado para <300ms. Las señales analógicas requieren conversión A/D en el PLC y sus tasas de actualización son típicamente mucho más lentas (del orden de segundos o cientos de milisegundos en el mejor de los casos, dependiendo del módulo de E/S del PLC).
  • UR62 -> RS485 -> MP06 -> Profinet/EIP -> PLC: Técnicamente posible dado que MP06 soporta Profinet/EIP.5 Sin embargo, la latencia introducida por el enlace serie RS485 y el procesamiento del MP06 hacen que alcanzar <300ms sea cuestionable y deba ser confirmado por Masselli. La preocupación expresada por el usuario sobre la lentitud del MP06 parece justificada en este contexto de alta velocidad requerida.
  • UR29 -> MP01/02 -> MP06 -> Profinet/EIP -> PLC: Similar al caso anterior, pero partiendo de un sensor más preciso. La latencia acumulada a través de múltiples dispositivos y enlaces (UR29->MP02, MP02->MP06, MP06->PLC) sigue siendo una preocupación para el objetivo de <300ms.3
  • UR29 -> MP01/02 -> Profinet/EIP (Directo desde MP02) -> PLC: Esta parece ser la arquitectura Masselli más prometedora para la velocidad. Si el módulo MP02 puede gestionar la comunicación con el UR29 y actualizar los datos a través de su interfaz opcional Ethernet/IP o Profibus DP 4 con un tiempo de ciclo suficientemente rápido, podría cumplir el requisito de <300ms. Sin embargo, la velocidad de ciclo real del MP02 en esta configuración necesita confirmación explícita del fabricante.

• Conclusión sobre Velocidad Masselli: Basándose en los tiempos de respuesta documentados de los sensores y la arquitectura de sistema típica que involucra paneles intermedios y, a menudo, enlaces serie antes de alcanzar una interfaz de bus de campo de alta velocidad, lograr un ciclo de actualización consistente inferior a 300 ms hacia un PLC Siemens con los sistemas Masselli presenta un desafío significativo. La viabilidad depende críticamente del rendimiento específico de la ruta de comunicación elegida (especialmente UR29 -> MP02 -> Profinet/EIP) y debe ser validada directamente con Masselli.

4. Evaluación de Refractómetros en Línea Alternativos

Dadas las posibles limitaciones de los modelos Masselli en cuanto a la combinación de alta precisión (en el caso del UR62) y la velocidad de adquisición de datos confirmada (<300ms) a través de protocolos preferidos por Siemens (Profinet/Ethernet/IP), es necesario evaluar alternativas de mercado. Fabricantes líderes en refractometría de procesos incluyen Vaisala (anteriormente K-Patents), Anton Paar, Schmidt + Haensch y Mettler Toledo, entre otros.6

4.1. Tabla Comparativa de Especificaciones Técnicas

La siguiente tabla resume las especificaciones clave del modelo Masselli más relevante (UR29) y las principales alternativas, enfocándose en los criterios definidos por el usuario (precisión, velocidad/protocolos) para facilitar una comparación directa. Esta tabla permite una evaluación rápida de los candidatos más fuertes frente a los requisitos específicos del proyecto.

Característica	Masselli UR29 (con MP02/MP06)	Vaisala Polaris PR53AC (con Indigo520)	Anton Paar L-Rix 5100	Anton Paar L-Rix 5200	Schmidt + Haensch iPR HR2	Schmidt + Haensch iPR FR2
Fabricante	Masselli	Vaisala	Anton Paar	Anton Paar	Schmidt + Haensch	Schmidt + Haensch
Modelo	UR29	PR53AC	L-Rix 5100	L-Rix 5200	iPR HR2	iPR FR2
Precisión (°Bx)	±0.02 3	±0.1 9	±0.1 6	±0.05 6	±0.02 8	±0.05 34
Rango Medición (°Bx)	0-20 (específico IB07) 3, probablemente más amplio	0-100 9	0-100 6	0-65 6	0-25 8	0-100 34
T. Respuesta Sensor (s)	1.0 3	10 (T63) 9	No especificado	No especificado	No especificado	No especificado
Tasa Actualización/Ciclo	Requiere verificación (<300ms)	1 Hz (sensor) 9, Modbus TCP requiere verificación (<300ms)	"Tiempo real", requiere verificación (<300ms)	"Tiempo real", requiere verificación (<300ms)	"Tiempo real", requiere verificación (<300ms)	"Tiempo real", requiere verificación (<300ms)
Protocolos Comunicación (Alta Velocidad)	Profibus DP, Ethernet/IP, Profinet (vía MP02/MP06) 4	Modbus TCP (vía Indigo520).37 No Profinet/EIP nativo	Profinet IO, Ethernet/IP, Modbus TCP 6	Profinet IO, Ethernet/IP, Modbus TCP 6	No Profinet/EIP nativo. RS232/485/USB, Analógico 8	No Profinet/EIP nativo. RS232/485/USB, Analógico 35
Certificaciones Sanitarias	No especificado (UR29), IB07 puede tener	3-A, EHEDG 9	EHEDG 39	EHEDG 39	No especificado (iPR HR2)	IP69K 34, iPR FS tiene EHEDG 41
Notas Clave	Sistema modular, precisión alta	Requiere Indigo520 para Modbus TCP	Soporte nativo Profinet/EIP	Alta precisión, soporte nativo Profinet/EIP	Precisión muy alta (lab)	Precisión alta, rango completo

4.2. Evaluación Detallada de las Principales Alternativas

4.2.1. Vaisala (Polaris PR53AC)

Vaisala, tras adquirir K-Patents, es un actor reconocido en refractometría de procesos.22 El modelo Polaris PR53AC está específicamente diseñado para aplicaciones sanitarias en la industria alimentaria y de bebidas, contando con certificaciones 3-A y EHEDG.9

• Precisión: Ofrece una precisión de ±0.1 °Bx sobre un rango completo de 0-100 °Bx.9 Esta precisión es superior a la del Masselli UR62 pero inferior a la del UR29, Anton Paar L-Rix 5200 o S+H iPR HR2. Su idoneidad para jarabe Diet dependerá de las tolerancias exactas del proceso.
• Velocidad e Integración PLC:
  • El sensor tiene una tasa de actualización interna de 1 Hz (1 segundo) y un tiempo de respuesta T63 de 10 segundos con el filtrado estándar.9
  • Las interfaces de comunicación directas del sensor son 4-20mA y Modbus RTU sobre RS-485.9 Modbus RTU, siendo un protocolo maestro-esclavo sobre un enlace serie, difícilmente alcanzará de manera fiable y consistente la tasa de actualización de <300ms requerida por el PLC.
  • Para funcionalidades avanzadas y protocolos más rápidos, se requiere el transmisor Indigo520.36 El Indigo520 ofrece conectividad Modbus TCP.37 Aunque Modbus TCP sobre Ethernet es más rápido que Modbus RTU, lograr un ciclo <300ms aún requiere verificación, ya que depende de la implementación, la carga de la red y la capacidad del PLC para actuar como cliente Modbus TCP de forma eficiente.
  • Una carencia notable en la documentación actual del PR53AC y del Indigo520 es la mención explícita de soporte nativo para Profinet o Ethernet/IP.9 Si bien sistemas K-Patents anteriores podían usar Fieldbus Junction Boxes para estos protocolos 44, la solución actual parece centrarse en Modbus TCP. La integración óptima y de más baja latencia con PLCs Siemens se logra típicamente con Profinet IO RT. La ausencia de esta opción nativa representa una desventaja para cumplir el requisito de velocidad <300ms de la manera más eficiente.
• Idoneidad: El PR53AC es un instrumento fiable con diseño sanitario. Su precisión es moderada. La velocidad a través de los protocolos estándar del sensor es insuficiente. La velocidad vía Modbus TCP con el Indigo520 necesita ser verificada contra el objetivo de <300ms. La falta de soporte nativo Profinet/EIP es un inconveniente para una integración óptima con Siemens.

4.2.2. Anton Paar (L-Rix 5100 / 5200)

Anton Paar ofrece refractómetros en línea robustos y precisos.6 Los modelos L-Rix 5100 y 5200 cuentan con certificación EHEDG, haciéndolos aptos para aplicaciones sanitarias.7

• Precisión:
  • L-Rix 5100: ±0.1 % masa (equivalente a ±0.1 °Bx), rango 0-100%.6
  • L-Rix 5200: ±0.05 % masa (equivalente a ±0.05 °Bx), rango 0-65%.6 La alta precisión del L-Rix 5200 es muy adecuada para el control de jarabes Diet de bajo Brix.
• Velocidad e Integración PLC:
  • Aunque el tiempo de ciclo exacto en ms no se especifica, se describen como de "tiempo real".6 La rápida reactivación tras ciclos CIP/SIP (en minutos) 6 sugiere un diseño orientado a minimizar tiempos muertos, aunque no define directamente la tasa de actualización de medida.
  • Un punto crucial es que tanto el L-Rix 5100 como el L-Rix 5200 listan explícitamente Profinet IO y Ethernet/IP como opciones de comunicación disponibles, además de Modbus TCP, Modbus RTU y salidas analógicas.6
  • La disponibilidad nativa de Profinet IO y Ethernet/IP directamente en la unidad sensora/transmisora es una ventaja significativa para la integración con PLCs Siemens. Elimina la necesidad de gateways intermedios o convertidores de protocolo, reduciendo puntos potenciales de fallo, complejidad de configuración y, fundamentalmente, latencia en la comunicación. Esta arquitectura hace que alcanzar el ciclo de actualización de <300ms sea mucho más factible y directo en comparación con sistemas que dependen de enlaces serie o controladores intermedios antes de la conexión al bus de campo.
• Idoneidad: El L-Rix 5200 ofrece una precisión excelente para jarabe Diet. Ambos modelos proporcionan los protocolos de comunicación de alta velocidad requeridos (Profinet/Ethernet/IP) para una integración directa y rápida con PLCs Siemens. Esto los convierte en contendientes muy fuertes que abordan directamente ambos requisitos clave del usuario: precisión y velocidad de integración.

4.2.3. Schmidt + Haensch (Serie iPR)

Schmidt + Haensch tiene una larga trayectoria en refractometría y ofrece la serie iPR de instrumentos en línea.31

• Precisión: La serie iPR ofrece varios niveles de precisión:
  • iPR HR2: Precisión extremadamente alta de ±0.02 °Bx (±0.00004 RI), con un rango optimizado para bajas concentraciones (0-25 °Bx).8 Ideal para jarabe Diet.
  • iPR FR2: Alta precisión de ±0.05 °Bx (±0.00007 RI) sobre un rango completo de 0-100 °Bx.34
  • iPR FS: Certificado EHEDG, con precisión de ±0.1 °Bx (±0.00014 RI) y rango 0-85 °Bx.41
• Velocidad e Integración PLC:
  • Se describen como de medición en "tiempo real" 8, pero no se encuentra una especificación concreta de tasa de actualización en ms.
  • Las interfaces de comunicación estándar son salidas analógicas 4-20mA y comunicaciones serie (RS232/RS485/USB).8
  • Similar a Vaisala, no se menciona soporte integrado para Profinet o Ethernet/IP en las hojas de datos revisadas.8 La integración con un PLC Siemens para lograr actualizaciones <300ms requeriría probablemente un gateway de terceros de alto rendimiento (Serie/Analógico a Profinet/EIP) o el uso de Modbus RTU sobre RS485, si el PLC puede manejarlo con la velocidad suficiente, lo cual es menos ideal y potencialmente más lento que Profinet/EIP nativo.
  • La dependencia de protocolos estándar más lentos o la necesidad de añadir un gateway externo introduce complejidad, coste adicional y otro punto potencial de latencia. Esto disminuye el atractivo de la serie iPR para esta aplicación específica comparado con soluciones que ofrecen Profinet/EIP nativo.
• Idoneidad: El iPR HR2 ofrece la mejor precisión de su clase para jarabe Diet, y el iPR FR2 es una opción sólida de alta precisión para rango completo. El iPR FS añade la certificación higiénica. Sin embargo, la falta de protocolos nativos de alta velocidad (Profinet/EIP) es una desventaja importante para cumplir el requisito específico de velocidad de <300ms de esta aplicación.

4.2.4. Mettler Toledo

Mettler Toledo es un proveedor principal de instrumentación de laboratorio y pesaje industrial, con presencia en análisis de procesos (pH, O2 disuelto, turbidez).26

• Precisión: Sus modelos de laboratorio y sobremesa ofrecen precisiones muy altas (ej. Excellence R5 ±0.00002 nD 54). Los modelos portátiles suelen tener una precisión de ±0.2% Brix.29
• Velocidad e Integración PLC:
  • Los sistemas de pesaje industrial de Mettler Toledo soportan explícitamente Profinet, Ethernet/IP y Modbus TCP.10
  • El transmisor multiparamétrico M800 (usado para pH, O2, turbidez, etc.) también soporta Profinet y Ethernet/IP.11
  • Sin embargo, la documentación revisada se centra fuertemente en los refractómetros de laboratorio/portátiles de Mettler Toledo 29 o en la conectividad de sus sistemas de pesaje y otros sensores de proceso.10 Falta evidencia específica en los documentos proporcionados sobre un refractómetro en línea diseñado para aplicaciones sanitarias de alimentos/bebidas que ofrezca alta precisión y soporte nativo para Profinet o Ethernet/IP.
  • Aunque Mettler Toledo claramente posee la capacidad técnica para implementar Profinet/EIP en instrumentos de proceso, la ausencia de información fácilmente disponible sobre un modelo de refractómetro en línea adecuado sugiere que podría no ser una oferta principal en comparación con competidores como Anton Paar, o al menos no está bien documentado en las fuentes encontradas. Sería necesaria una verificación directa con Mettler Toledo.
• Idoneidad: Se necesita confirmación sobre la existencia de un modelo de refractómetro en línea adecuado que cumpla con los requisitos de precisión, diseño sanitario y comunicación Profinet/Ethernet/IP. Basándose en la información actual, parece menos probable que sea una solución directa en comparación con Anton Paar.

4.2.5. Otras Alternativas Potenciales

Otros fabricantes mencionados en la investigación presentan limitaciones para esta aplicación específica:

• Pyxis Lab (RT-100/RT-200): Precisión de ±0.2% Brix y comunicación Modbus RTU/4-20mA.60 La precisión es probablemente insuficiente y los protocolos son demasiado lentos para el objetivo de <300ms.
• KXS (DCM-20): Menciona salida Ethernet 62, pero la precisión y el tiempo de respuesta no están claros.62 Requiere más datos.
• MISCO: Ofrece varios sensores en línea.63 Se necesitaría una investigación detallada de modelos específicos.
• Electron Machine (MPR E-Scan): Se mencionan refractómetros en línea 27, pero se necesitan datos específicos del modelo para comparación.

5. Análisis Comparativo y Recomendaciones

5.1. Comparación de Precisión

La precisión es fundamental para el control de jarabes Diet. Los instrumentos evaluados se pueden clasificar:

• Nivel 1 (Precisión más alta, ≤ ±0.05 °Bx): Masselli UR29 (±0.02), Anton Paar L-Rix 5200 (±0.05), Schmidt + Haensch iPR HR2 (±0.02). Estos modelos son los más adecuados para el control estricto de jarabes Diet de bajo Brix.
• Nivel 2 (Alta Precisión, > ±0.05 a ±0.1 °Bx): Anton Paar L-Rix 5100 (±0.1), Schmidt + Haensch iPR FR2 (±0.05), Vaisala PR53AC (±0.1). Podrían ser aceptables dependiendo de la tolerancia del proceso específico.
• Nivel 3 (Precisión Estándar/Básica, > ±0.1 °Bx): Masselli UR62 (±0.1-0.2), Pyxis RT-100/200 (±0.2), Mettler Toledo portátiles (±0.2). Probablemente inadecuados para el control de calidad de jarabes Diet.

5.2. Comparación de Velocidad (<300ms) e Integración Siemens

La capacidad de integrarse rápidamente con un PLC Siemens a través de Profinet o Ethernet/IP es el segundo pilar crítico:

• Mejor Ajuste (Profinet/Ethernet/IP Nativo): Anton Paar L-Rix 5100/5200.6 Ofrecen la ruta de integración más directa, de menor latencia y más robusta para cumplir el requisito de <300ms con PLCs Siemens.
• Ajuste Potencial (Requiere Verificación):
  • Masselli UR29: Vía MP02 si su salida EIP/Profibus es suficientemente rápida (<300ms), o vía MP06 si la latencia total del sistema es aceptable (<300ms).
  • Vaisala PR53AC: Vía Indigo520 usando Modbus TCP, si la velocidad resultante es <300ms.
  • Mettler Toledo: Si existe un modelo de refractómetro en línea adecuado con Profinet/EIP nativo.
• Menos Adecuados (Requieren Gateway / Protocolos Lentos):
  • Schmidt + Haensch Serie iPR: Las salidas estándar (Analógica/Serie) requieren un gateway de alto rendimiento.
  • Masselli UR62: Salidas estándar inadecuadas para la velocidad requerida.
  • Vaisala PR53AC (vía Modbus RTU/Analógico): Demasiado lento.
  • Pyxis: Protocolos lentos. El uso de gateways o protocolos más lentos como Modbus (incluso TCP) aumenta la complejidad, el coste potencial y el riesgo de no cumplir el objetivo de velocidad de <300ms de forma consistente.

5.3. Evaluación de Idoneidad para la Aplicación de Jarabe Diet

Combinando los requisitos de precisión y velocidad:

• Anton Paar L-Rix 5200 emerge como un candidato principal, ofreciendo alta precisión (±0.05 °Bx) y soporte nativo para Profinet/EIP. El L-Rix 5100 es una alternativa si ±0.1 °Bx es aceptable.
• Masselli UR29 tiene una precisión excelente (±0.02 °Bx), pero su velocidad de integración (<300ms) necesita ser confirmada específicamente para la ruta de comunicación elegida (preferiblemente vía MP02 con EIP/Profibus).
• Schmidt + Haensch iPR HR2 ofrece la máxima precisión (±0.02 °Bx) pero carece de protocolos rápidos nativos, requiriendo una solución de integración más compleja (gateway).

5.4. Recomendaciones

Basándose en el análisis técnico comparativo de precisión y velocidad de integración con PLC Siemens:

1. Recomendación Primaria: Investigar a fondo los refractómetros Anton Paar L-Rix 5200 (por su mayor precisión en el rango bajo) y L-Rix 5100. Estos modelos presentan la combinación más sólida de alta precisión y soporte nativo para Profinet IO y Ethernet/IP, abordando directamente ambos requisitos clave del usuario y ofreciendo la ruta de integración más sencilla y de menor latencia para cumplir el objetivo de <300 ms.
2. Recomendación Secundaria: Verificar explícitamente con Masselli la velocidad de actualización alcanzable (<300 ms) para el Masselli UR29 cuando se integra a través de la salida Ethernet/IP o Profibus DP del receptor MP02 directamente al PLC Siemens. Si esta vía cumple el requisito de velocidad, la excelente precisión del UR29 (±0.02 °Bx) lo convierte en una opción viable. La ruta a través del MP06 (UR29 -> MP01/02 -> MP06 -> Profinet/EIP) también debe verificarse, pero con mayor cautela debido a las posibles latencias acumuladas.
3. Consideración Alternativa (con Advertencias): Si la máxima precisión es el factor absolutamente prioritario y se acepta una integración ligeramente más compleja, considerar el Schmidt + Haensch iPR HR2 (±0.02 °Bx). Sin embargo, esto requeriría el uso de un gateway Serie/Analógico a Profinet/EIP de alto rendimiento. Serían necesarias pruebas exhaustivas para garantizar que se cumple el objetivo de <300 ms con esta configuración.
4. Prioridad Inferior:
   • Vaisala PR53AC: Precisión moderada y dependencia de Modbus TCP (vía Indigo520) para la velocidad, cuya suficiencia (<300ms) necesita verificación. La falta de Profinet/EIP nativo es una desventaja.
   • Mettler Toledo: Requiere confirmación de la existencia de un modelo de refractómetro en línea adecuado con las características requeridas (sanitario, alta precisión, Profinet/EIP).
   • Masselli UR62: Inadecuado por precisión insuficiente y desafíos de velocidad.

6. Conclusión

La monitorización precisa y rápida del contenido de Brix en jarabes Diet es esencial para garantizar la calidad y consistencia del producto final. La aplicación específica analizada impone requisitos estrictos tanto de alta precisión (debido a las bajas concentraciones) como de velocidad de actualización de datos (<300 ms) para la integración con un sistema de control PLC Siemens.

El análisis de los refractómetros Masselli indica que el modelo UR29 posee la precisión necesaria (±0.02 °Bx) para esta aplicación, superando claramente al UR62. Sin embargo, la arquitectura de comunicación de Masselli, que típicamente involucra paneles intermedios (MP02 o MP06) para proporcionar interfaces de bus de campo como Profinet o Ethernet/IP, plantea dudas sobre la capacidad de cumplir consistentemente el requisito de actualización de <300 ms. La viabilidad de esta opción depende de la confirmación del rendimiento específico de la configuración elegida por parte del fabricante, preferiblemente utilizando la salida de bus de campo directa del MP02.

La evaluación de alternativas de mercado revela que los refractómetros Anton Paar L-Rix 5100 y L-Rix 5200 se posicionan como las soluciones más prometedoras. Ofrecen una combinación atractiva de alta precisión (especialmente el L-Rix 5200 con ±0.05 °Bx) y, de manera crucial, soporte nativo para Profinet IO y Ethernet/IP. Esta característica simplifica significativamente la integración con PLCs Siemens y proporciona la ruta más directa y con menor latencia para alcanzar la velocidad de actualización requerida de <300 ms. Otros competidores como Vaisala y Schmidt + Haensch, aunque ofrecen modelos de alta precisión (notablemente el S+H iPR HR2), carecen de este soporte nativo en sus configuraciones estándar, lo que complica la integración de alta velocidad.

En consecuencia, se recomienda priorizar la evaluación de los modelos Anton Paar L-Rix 5200/5100. Como alternativa principal, se debe obtener una confirmación explícita del rendimiento (<300 ms) de la configuración Masselli UR29 conectada vía MP02 (Ethernet/IP o Profibus DP) al PLC Siemens.