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Reducción significativa del tiempo y los costes de instalación

Caja de E/S seguras con grado de protección IP67

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El montaje de módulos de E/S sin un armario de control directamente en campo es la tendencia actual, y tiene varias ventajas como la reducción del tiempo y los costes de instalación. Por ello, Phoenix Contact ha añadido a su probado sistema de E/S Axioline E I/O una caja de seguridad con el grado de protección IP67 que ahora también puede captar y transmitir señales de seguridad hasta SIL 3 y PL e.

Durante el desarrollo, muchos fabricantes de máquinas e integradores de sistemas se enfrentan frecuentemente a la cuestión de si los sensores y actuadores instalados en campo deben conectarse a la tecnología de control de la manera clásica a través de módulos de E/S instalados en cajas de conexiones. Como alternativa, pueden conectarse a través de módulos de E/S montados directamente en campo con un grado de protección IP65/67. Hay muchas opiniones diferentes sobre esto, porque cada enfoque tiene sus ventajas y desventajas. Mientras que las variantes de cajas de conexiones desbloquean un alto nivel de granularidad, la solución IP65/67 reduce significativamente los costes y el esfuerzo de montaje e instalación.


Entonces, ¿cuáles son los amplios requisitos que tienen los fabricantes de máquinas y sistemas de automatización para la integración del nivel sensor-actuador? Por un lado, se necesita un alto nivel de flexibilidad para poder reaccionar rápidamente a los requisitos específicos del cliente, porque normalmente no hay dos máquinas de producción en serie iguales. Por lo tanto, este primer punto es también un tema importante en este segmento de la ingeniería mecánica. Por otro lado, está el dicho: "El tiempo es dinero". Esto significa que los fabricantes de máquinas y sistemas esperan una instalación sencilla que evite los fallos. Aquí es donde los dispositivos de campo con un mayor grado de protección muestran sus puntos fuertes. Dado que pueden ser instalados directamente en el lugar de la máquina o sistema, hay cableados cortos, y el trazado del cableado necesario es transparente. Además, los cables M12 premontados contribuyen a reducir el tiempo necesario. Si es necesario sustituir los módulos durante el funcionamiento, el usuario necesita un diagnóstico preciso con la localización del fallo y su causa para poder garantizar la disponibilidad de la aplicación.


Seguro hasta SIL 3, SIL CL 3, y PL e


Los argumentos enumerados son la razón por la que el número de usuarios de módulos de E/S descentralizados con un alto grado de protección ha ido creciendo durante años. Con los aparatos de la acreditada familia de productos Axioline E, Phoenix Contact cubre una amplia gama de los tipos de señales y redes que aquí se requieren. Al mismo tiempo, los módulos Axioline E se han acreditado como especialistas en Ethernet para la instalación en campo. Esto se debe a que el sistema de E/S de montaje en bloque, que se puede conectar directamente a la máquina sin armario de control, soporta todos los protocolos de comunicación basados en Ethernet, lo que permite un alto grado de flexibilidad. Sus entradas y salidas digitales permiten la implementación de la mayoría de los requisitos. Otros tipos de señales se acoplan a través del maestro IO-Link instalado.


Hasta hace poco, los usuarios seguían enfrentándose al reto de que las señales relacionadas con la seguridad no podían captarse ni transmitirse en el sistema. Por lo tanto, se requería una solución paralela para la seguridad funcional. Se implementó bien mediante módulos de relés de seguridad separados en un armario de control central o mediante un controlador de seguridad adicional, y ambas alternativas implicaban un cableado paralelo costoso y que requería mucho tiempo. Esto ya no es necesario, ya que la gama de productos Axioline E se ha ampliado con la caja de E/S segura Axioline E Safe con grado de protección IP67. El módulo puede registrar y reenviar señales relacionadas con la seguridad, como las de parada de emergencia o las de la red de iluminación. Dependiendo de la configuración y el cableado, puede alcanzarse un nivel de seguridad de hasta SIL 3, SIL CL3 o PL e.


Junto con sus ocho entradas y cuatro salidas seguras y una interfaz IO-Link, la caja de E/S contiene características adicionales. Por ejemplo, no tiene un interruptor para ajustar la dirección de seguridad, sino que se asigna a través de la herramienta de ingeniería o el controlador correspondiente. Para una rápida sustitución de los equipos, puede utilizarse opcionalmente una unidad flash independiente para la dirección de seguridad. La caja de E/S también destaca, gracias a su disposición multilingüe: soporta el protocolo PROFIsafe y puede ser operada con controladores de seguridad aptos para PROFIsafe. La tecnología SafetyBridge integrada (SBT) permite además su integración en casi todas las redes de automatización.


Implementación independiente de la red y el control a través del apoyo de la tecnología SafetyBridge


Si se entiende que el PLC de la máquina es un elemento central, una solución con un controlador seguro tiene una ventaja decisiva: el estado de todos los módulos de entrada y salida seguros está disponible en el PLC. Lo mismo ocurre con toda la información de diagnóstico de los módulos seguros. Si, por ejemplo, se produce un cortocircuito en una salida o una violación de equivalencia en un par de entradas, al operador de la máquina se le muestra sencillamente el fallo y la visualización correspondiente a través del controlador y se le dan sugerencias para la solución de problemas. Si esto no resulta en la reparación del fallo, entonces la información también es accesible a través de soluciones de mantenimiento a distancia. Esto significa que el fabricante de la máquina puede proporcionar al operador asistencia a distancia. De esta manera se acortan los tiempos de parada y se aumenta la disponibilidad de la aplicación.


Por lo tanto, es evidente el beneficio que proporciona la combinación de módulos de E/S seguros e instalados de forma descentralizada y de controladores seguros. Pero muchos usuarios se enfrentan al reto de que no todos los fabricantes de controladores ofrecen un PLC de seguridad. Además, no quieren pagar los altos costes de un controlador seguro. Además, muchos fabricantes de máquinas desarrollan su propio PLC, pero no tienen la experiencia necesaria para implementar un controlador seguro. Por lo tanto, sus clientes se ven obligados a utilizar conceptos que ya no son de uso común. El usuario tiene que aceptar las desventajas de la solución clásica o, por ejemplo, utilizar un bus separado para transmitir los datos de seguridad que deben ser acoplados al PLC estándar. Esto se hace con un cableado paralelo en las entradas estándar o una conexión a través de pasarelas de bus. Ambas soluciones han demostrado ser complicadas e implican costes adicionales.


Diagnósticos exhaustivos sin tiempo ni costes adicionales


A la luz de esto, la caja de E/S Axioline E Safe soporta el protocolo SafetyBridge. Un sistema ejecutable SBT consiste en módulos de entrada y salida seguros y lo que se denomina módulos lógicos. Los módulos de E/S adquieren o emiten las señales seguras. Además, siempre están realizando diagnósticos, por ejemplo, comprobando que el dispositivo no tenga cortocircuitos y que no se produzcan violaciones de las normas de equivalencia. El módulo lógico es el elemento central de la instalación SafetyBridge. Genera y supervisa el protocolo de comunicaciones SBT relevante para la seguridad y procesa las conexiones lógicas de la lógica de seguridad parametrizada. No es necesario un controlador seguro.


Las señales seguras que se reciben o emiten con los módulos de E/S SafetyBridge pueden transmitirse a través de casi todas las redes de automatización, como PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP™, EtherCAT®, CANopen®, Sercos III o Modbus/TCP, así como a todos los tipos de controladores habituales. Está equipado con una interfaz IO-Link, como la caja de E/S Axioline E Safe, para acoplar el módulo SBT a la red respectiva para el intercambio de datos. Se integra en la red utilizada a través del respectivo maestro IO-Link.


El controlador estándar se encarga del intercambio de datos entre los módulos. El programador del PLC tiene acceso al estado de todas las entradas y salidas seguras. Sin necesidad de hardware adicional, cableado o esfuerzo de programación, reciben información sobre qué puerta de seguridad fue abierta o qué botón de parada de emergencia fue presionado. En combinación con una solución de visualización, el operador de la máquina recibe instrucciones para eliminar la avería en caso de error. De esta manera se pueden reducir considerablemente los tiempos de inactividad causados por la seguridad funcional.


Resumen


Además de una instalación sencilla y sin errores, la caja de E/S segura de Axioline E en el grado de protección IP67 destaca con otras ventajas. Con la excepción del protocolo PROFIsafe, el equipo es compatible con todos los estándares de automatización relevantes, gracias a la tecnología SafetyBridge implementada. Con el SBT, las aplicaciones relacionadas con la seguridad pueden realizarse ahora también sin un PLC de seguridad, lo que ahorra tiempo y costes adicionales.


Phoenix Contact, S.A.U.
www.phoenixcontact.com/safety


CUMPLE FÁCILMENTE LOS REQUISITOS DE SEGURIDAD APLICABLES


Los módulos de E/S en los grados de protección IP20 y IP65/67 con la tecnología SafetyBridge integrada (SBT) desbloquean las ventajas técnicas y económicas no sólo en las nuevas máquinas y sistemas. Una solución de seguridad flexible también se puede implementar fácilmente en proyectos de reequipamiento y para ampliaciones de aplicaciones. La modernización corresponde a la de un nuevo proyecto, lo que permite obtener los mismos beneficios con la SBT que cuando se desarrolla una nueva aplicación.


Por otra parte, la ampliación o modificación de las máquinas y sistemas existentes implica una peculiaridad. Si se modifican datos técnicos importantes, se aplica la actual Directiva de Máquinas. El concepto de seguridad existente debe entonces cumplir con las normas de seguridad actuales. Pero mediante la ampliación del sistema de E/S con los módulos SafetyBridge, conservando el controlador y la red que se habían instalado hasta ese momento, los requisitos de seguridad aplicables pueden aplicarse de forma fácil, flexible y, sobre todo, conforme a las normas.


Este artículo aparece publicado en el nº 525 de Automática e Instrumentación, págs. 42 a 44.

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