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Diseño compacto e inteligente

AEI 517 - Módulos de E/S extremadamente compactos, enchufables e independientes entre sí

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La cantidad de espacio necesario para los componentes instalados en el armario de control es cada vez más importante. Por lo tanto, los fabricantes de maquinaria tratan de mantener el tamaño del armario de control con un número cada vez mayor de dispositivos o de reducirlo manteniendo el mismo número de componentes. Además, con la creciente modularización de la maquinaria, el uso del armario de control tradicional está en declive. En cambio, los dispositivos se están instalando en pequeñas cajas de control que se integran en los módulos de la máquina correspondiente (imagen 1).


Para satisfacer las exigencias de ahorro de espacio en una estación de E/S con un grado de protección IP20, los nuevos Axioline Smart Elements de Phoenix Contact tienen una alta densidad de conexión. Un Smart Element es un elemento de E/S compacto y enchufable con un ancho total de sólo 15 mm, una altura de 62 mm y una profundidad de 60 mm (imagen 2) y al que se pueden conectar hasta 16 conductores. El uso de la tecnología Push-in implica que los conductores pueden ser conectados rápidamente sin necesidad de herramientas, reduciendo significativamente el esfuerzo de cableado.


Imagen 2: Axioline Smart Elements con 16 puntos de señal.


Debido a la disposición alterna de los puntos de señal y los pulsadores, incluso los conductores flexibles con una sección transversal máxima de 1,5 mm pueden ser conectados en el paso de 3,5 mm utilizando punteras con collares de plástico (imagen 3). Esto significa que la caída de voltaje es insignificante incluso en cables más largos o con corrientes más altas. Cada terminal dispone de un punto de prueba que permite agilizar las labores de mantenimiento, en caso de avería.


Imagen 3: Disposición alterna de los puntos de señal.


Puesta en marcha sencilla


Los Axioline Smart Elements no tienen parámetros o solo los absolutamente necesarios para realizar la función correspondiente. De esta manera se evitan los trabajos de parametrización, permitiendo a los usuarios poner en marcha los elementos de E/S de forma rápida y sencilla mediante Plug and Play. Los valores por defecto de cualquier parámetro que se requiera ya están seleccionados para que el instalador pueda probar el cableado y la función básica del Smart Element tan pronto como se haya instalado - sin necesidad de programación.


A pesar de la alta densidad de conexión, los Smart Elements facilitan el diagnóstico in situ gracias a los LEDs de estado que lleva incorporados. Por un lado, se indica el estado actual del canal correspondiente y, si está presente, el suministro de un sensor. Por otro lado, dos LEDs rojos redundantes indican que se ha producido un error de E/S, por ejemplo, un cortocircuito en una salida digital. Una vez enchufados y bloqueados, los Smart Elements pueden desconectarse sin necesidad de usar herramientas usando la palanca de extracción integrada. Adicionalmente, el usuario puede rotular el equipo con una etiqueta adhesiva o una etiqueta de marcado a presión integrada en la palanca de extracción (imagen 4).


Imagen 4: Axioline Smart Elements con etiqueta de marcado.


Posiciones flexibles


Los Axioline Smart Elements se integran en una estación de E/S de la familia de productos Axioline F simplemente conectándolos a una placa base (imagen 5), disponible con cuatro o seis ranuras donde acomodar los Smart Elements. La disposición de las ranuras en doble piso reduce el ancho total de la estación de E/S hasta un 25 % en comparación con una estación con la misma funcionalidad pero basada en señales de E/S convencionales. Esto significa, por ejemplo, que se pueden obtener y enviar hasta 96 señales digitales en un ancho de 55 mm.


El usuario puede elegir la disposición de los Smart Elements y de la estación de E/S que mejor se adapte a su aplicación. También es posible dejar intencionadamente una o más ranuras vacías, ya que la función de E/S conectada para el diseño de la máquina A no es necesaria para el diseño de la máquina B. Esto simplifica la configuración de la estación de E/S, ya que los números de las ranuras de los respectivos Smart Elements y la longitud de los cables conectados a los mismos no dependen del diseño de la máquina. Otra ventaja es que los fabricantes de maquinaria pueden adaptar rápida y fácilmente las funciones de E/S cuando al recibir un pedido le solicitan una modificación, ya que solo necesitan insertar el Smart Element adicional en la ranura vacía. Dos Smart Elements conectados en un ancho de sólo 15 mm pueden realizar diferentes funciones. Por lo tanto, no es necesario utilizar módulos mixtos de E/S para reducir el ancho total de la estación. Además, al eliminar los módulos mixtos hay una menor variedad de versiones, lo que en última instancia reduce los costes de almacenamiento.


Imagen 5: Placas base Axioline F con Axioline Smart Elements insertados.


Combinación flexible con los módulos Axioline F


Dado que tanto las placas base como los módulos forman parte de la serie de productos Axioline F, los fabricantes de maquinaria pueden combinarlos de manera libre y flexible dentro de la estación de E/S que puede llegar a albergar hasta un total de 63 Axioline Smart Elements y módulos Axioline F. Como cabecera se utilizaría un acoplador de bus Axioline F, disponible para varias redes industriales Ethernet, o un controlador Axioline - como por ejemplo el AXC F 2152 PLCnext.


Mientras que la tensión de 24 V para la electrónica se alimenta desde la cabecera, el suministro de 24 V de las E/S se suministra a través de las placas base. Un LED de diagnóstico situado sobre los puntos de señal indica el estado actual del voltaje de E/S conectado. Gracias a las dos bornas TWIN con tecnología Push-in, ambos puenteadas internamente, el suministro de E/S puede ser conectado sin herramientas y reenviado a la placa base contigua o al módulo Axioline F más cercano por la ruta más corta posible mediante un cable. Por otra parte, el suministro separado de placas base permite segmentar la estación de E/S sin módulos adicionales, lo que posibilita, por ejemplo, la desconexión selectiva de la fuente de alimentación de las salidas digitales.


Localización rápida de fallos de funcionamiento


El estado de un Axioline Smart Element dentro del bus local de la estación de E/S se visualiza para cada ranura mediante un LED de estado de tres colores (LED D) en la placa base del Axioline F. Esto permite identificar y rectificar rápida y fácilmente la causa de un fallo en la comunicación de datos dentro de la estación. La identificación del equipo para las placas base se realiza mediante la colocación de una etiqueta adhesiva o una etiqueta de marcado a presión. La etiqueta de marcado que se utiliza es la misma que se puede adherir a la palanca de extracción del Smart Elements.


Mediante el uso de los Axionline Smart Elements, los fabricantes de maquinaria pueden configurar estaciones de E/S compactas con un grado de protección IP20, beneficiándose de un arranque intuitivo y un gran ahorro de tiempo, todo ello de una manera inteligente que no compromete la flexibilidad, la facilidad de conexión, la sección transversal del cable, el diagnóstico o el marcado.


Optimización significativa de los procesos en la fabricación de armarios de control


Con el sistema E/S Axioline con grado de protección IP20, pueden crearse soluciones de automatización que satisfagan de manera óptima los requisitos de la aplicación pertinente, basándose en el principio modular. Un acoplador de bus, disponible para varias redes industriales Ethernet, o un controlador distribuido, como el AXC F 2152 PLCnext, actúa como cabecera de la estación de E/S, donde el usuario conecta los módulos de E/S de la familia de productos Axioline F, así como los Axioline Smart Elements, que pueden ensamblarse de manera flexible en un espacio reducido.


Además de los módulos digitales y analógicos, la gama de productos de E/S también incluye varios módulos funcionales. Algunos acopladores de bus y módulos Axioline F también están disponibles en versiones para condiciones ambientales muy duras. Se pueden seleccionar las funciones de E/S adecuadas y configurar la estación de E/S rápidamente y sin errores utilizando el software Project+. El sistema modular Axioline forma parte de COMPLETE line, un sistema que abarca productos de hardware y software, servicios de consultoría y soluciones destinados a optimizar los procesos en la fabricación de armarios de control (imagen 6).


Imagen 6: COMPLETE line simplifica todos los procesos en la fabricación de armarios de control: desde la configuración y la adquisición, pasando por la instalación y la puesta en marcha, hasta la operación.




Dipl.-Ing. (FH) Thorsten Matthies
Jefe de Producto de Sistemas de E/S, Phoenix Contact
www.phoenixcontact.es


Este artículo aparece publicado en el nº 517 de Automática e Instrumentación, pág. 61-63.

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