El cableado automatizado del bloque de terminales requiere conectores avanzados

Las inversiones en automatización, electrificación y digitalización dependen de una energía fiable. Sin embargo, las complicaciones del cableado manual de los armarios de control y la posibilidad de que se produzcan errores humanos pueden dar lugar a procesos muy ineficaces y lentos. Automatizar, o al menos simplificar, la conectividad del cableado es esencial para aumentar la fiabilidad y la rentabilidad del ebanista.

Los constructores de armarios y diseñadores de productos deben tener en cuenta la complejidad de las interconexiones eléctricas y los procesos de fabricación asociados, junto con el comportamiento a largo plazo de los contactos eléctricos y los requisitos de fiabilidad. En el corazón del armario de control se encuentran los bloques de terminales que conectan y controlan los cableados de un sistema eléctrico. Son esenciales para organizar y probar el cableado y los componentes, a menudo utilizando rieles DIN estándar de la industria.

Los armarios de control son cruciales para diversas aplicaciones de edificios industriales y comerciales. Deben adaptarse a distintas necesidades de potencia y aislar los componentes generadores de calor y propensos al ruido o las vibraciones. Algunos armarios pueden albergar controladores lógicos programables y sensores, y con frecuencia entremezclan líneas de comunicación de datos con cableado eléctrico.

Los diseñadores de productos tienen que comprimir más componentes -desde dispositivos de señalización hasta fuentes de alimentación- en armarios con estrictas limitaciones de espacio que a menudo deben soportar duras condiciones ambientales. Los trabajos de instalación para la construcción de armarios de control deben realizarse cada vez más rápido y, preferiblemente, de forma automatizada para aumentar la productividad y la rentabilidad, pero las conexiones de los bloques de terminales deben ser fiables, seguras y fáciles de mantener de forma permanente.

Para satisfacer las necesidades futuras, estos armarios deben poder actualizarse sobre el terreno y adaptarse al nuevo cableado y a la adopción de nuevas tecnologías. Un cableado eficaz y sencillo es un ingrediente primordial para aumentar la eficiencia en el diseño de armarios, el ensamblaje, la instalación y, en última instancia, el montaje robotizado.

Mejora de los bloques de terminales

Las conexiones de cableado deben ser fiables, seguras y fáciles de mantener, pero cablear un armario puede ser complejo y llevar mucho tiempo. Un estudio del Instituto de Ingeniería de Control de Máquinas-Herramienta y Unidades de Fabricación (ISW) estimó que el armario de control medio alberga 500 cables, lo que requiere una media de 54 horas para el cableado, el 56% de las cuales se emplean en cortar, añadir conectores y engarzar.

Los bloques de terminales simplifican el cableado y facilitan la disposición y reorganización de los módulos dentro del armario. Pero muchos fabricantes y clientes siguen confiando principalmente en el trabajo físico para completar las conexiones del bloque de terminales utilizando uno de los tres tipos de conexiones para fijar los conductores de los cables:

• Conexiones atornilladas, con yugo de apriete o atornilladas. Son especialmente adecuados para conexiones con grandes secciones de conductor.Probados y fiables, pueden necesitar un apriete periódico. Un apriete excesivo es un riesgo potencial que podría dañar el cableado.
• Conexiones por resorte en las que los conductores rígidos pelados simplemente se introducen en un punto de sujeción por tensión, activado por resorte y autobloqueante. Sin embargo, requieren la inserción de una herramienta para abrir el punto de sujeción.
• Las conexiones Push-in, una mejora de las conexiones de pinza de tensión activadas por resorte, proporcionan mayor comodidad y fiabilidad de contacto. Los montadores e instaladores pueden tomar un conductor pelado de hilo fino con un casquillo engarzado o un conductor rígido e introducirlo simplemente en el punto de apriete hasta el tope sin necesidad de herramientas. Además del uso frecuente de casquillos, la apertura de la pinza para extraer conductores sigue requiriendo el uso de una herramienta.

Una opción de conexión SNAP IN

Weidmüller ofrece otra opción, que va más allá de las conexiones push-in. Los bloques de terminales Klippon Connect SNAP IN de la empresa prometen una conectividad eléctrica más fácil, rápida, segura y eficaz. Esta tecnología puede reducir los tiempos de conexión de los bloques de terminales hasta en un 50% e incluso admitir procesos de cableado totalmente automatizados.

Incluso los conductores flexibles pueden conectarse sin casquillos ni herramientas. Los bloques de terminales de paso y tierra de protección (PE)/con conexión a tierra de la serie SNAP IN S incorporan un muelle precargado, y los cables pelados se pueden insertar de forma rápida y segura en el punto de sujeción sin más preparación. El contacto con el punto de sujeción se señala con un claro sonido de "clic", y un empujador verde se levanta para proporcionar una confirmación visual. El contacto fiable del conductor garantiza que la conexión del cable esté protegida contra las vibraciones, además de ser estanca al gas y estable.

Con los bloques de terminales SNAP IN, los hilos conductores pueden soltarse rápidamente presionando el empujador, que también precarga el punto de sujeción para su posterior inserción. Los fabricantes pueden acelerar los tiempos de cableado con una menor preparación de los cables y crear un proceso de instalación más eficaz.

La palanca de conexión de conductores de los bloques de terminales SNAP IN ya está abierta, lo que permite insertar el conector pelado, tras lo cual el mecanismo de sujeción patentado se cierra automáticamente. Esto garantiza una conexión segura, autoblocante y permanente con una elevada fuerza de contacto del conductor a la barra colectora.

En los casos en que sea necesario proteger un extremo del conductor pelado, los fabricantes e instaladores pueden utilizar soldadura por ultrasonidos o casquillos prensados. Los puntos de prueba normalizados permiten automatizar los procesos de prueba y comprobación.

Las conexiones SNAP IN correctamente insertadas son estables a largo plazo y adecuadas para zonas sometidas a vibraciones y golpes, según la norma IEC 61373/10.2011. No es necesario realizar comprobaciones o reajustes posteriores. Además, las conexiones SNAP IN no presentan problemas, ni siquiera a temperaturas extremas, desde -40 °C hasta aproximadamente +120 °C.

Los bloques de terminales SNAP IN están "listos para robotizar", con un diseño optimizado que puede terminarse directamente con sistemas robotizados. La conexión automatizada de bloques de terminales puede evitar errores de producción, acelerar los flujos de trabajo y reducir los costes.

Los bloques de terminales de la serie SNAP IN-S se han optimizado para la automatización del marcado por láser con el fin de reducir aún más el tiempo de producción.

Opciones de la serie SNAP IN S

Los bloques de terminales de paso son adecuados para unir y/o conectar uno o más conductores. Pueden tener uno o varios niveles de conexión que estén al mismo potencial o aislados entre sí.

Los bloques de terminales de paso de la serie SNAP IN S de Weidmüller están disponibles en versiones de un solo nivel con 2, 3 ó 4 conexiones. La figura 1 muestra la 2674530000 de 2 conexiones y la 2753960000 de 4 conexiones . También está disponible un 2753950000 de 3 conexiones. Cada bloque admite conductores con un área de sección transversal de hasta 2.5 mm² y la gama estándar American Wire Gauge (AWG) de 14-20.

Figura 1: A la izquierda, el conector de bloque de terminales de paso 2674530000 de 2 conexiones y un nivel, y a la derecha, el de 4 conexiones y un nivel 2753960000. (Fuente: Weidmüller)

Weidmüller también ofrece conectores apilados de varios niveles que pueden alojar más conductores en espacios compactos, incluido el de 4 conexiones 2902380000 (figura 2).

Figura 2: Conector de bloque de terminales de paso de 4 conexiones y doble nivel 2902380000. (Fuente: Weidmüller)

Los bloques de terminales de tierra de protección (PE)/tierra son un tipo de bloque de terminales de paso que proporciona una conexión de tierra fiable a los puntos de montaje. Disponen de uno o varios puntos de contacto para la conexión y/o bifurcación de conductores de tierra de protección.

Las versiones de PE de la Serie SNAP IN S de Weidmüller incluyen la de un solo nivel y 2 conexiones 2674560000, y la de varios niveles y 4 conexiones 2902460000 (Figura 3).

Figura 3: Conector de bloque PE de 4 conexiones y doble nivel 2902460000. (Fuente: Weidmüller)

El cableado del bloque de terminales también requiere una placa final, como el de 2751080000 de Weidmüller. Se instala en el lado abierto del último borne modular antes del soporte final para garantizar el funcionamiento del borne modular y el voltaje nominal especificado, y para proteger contra el contacto con piezas bajo tensión.

Conclusión:

Un cableado eficiente y sencillo es clave para satisfacer la demanda de armarios de control eléctricos a medida que aumenta el ritmo de electrificación y automatización. El mecanismo de conexión autoactivado de la tecnología SNAP IN de Weidmüller ofrece oportunidades para una mayor productividad con conectores de bloque de terminales más fáciles de montar y mantener, que pueden reconfigurarse más fácilmente y que están diseñados de forma óptima para soportar el montaje asistido por robot.