Afrontar los desafíos del control de las interferencias electromagnéticas y la seguridad en los cuadros de control industriales compactos

Los diseñadores de paneles de control de redes industriales se enfrentan a importantes desafíos a la hora de gestionar las interferencias electromagnéticas (EMI) y garantizar la seguridad de los operarios en instalaciones cada vez más compactas. Esto requiere una cuidadosa planificación y selección de componentes para equilibrar un espacio reducido con las necesidades operativas y los requisitos normativos.

La seguridad es una exigencia clave. Sin embargo, los requisitos de seguridad de los paneles de control pueden variar según las distintas ubicaciones de una red industrial. Los entornos peligrosos tienen necesidades de seguridad más estrictas que los lugares más seguros. Por eso, los diseñadores de redes se ven ante la necesidad de implementar diversas soluciones de seguridad.

Del mismo modo, para la resistencia ambiental y el control de la EMI, los dispositivos deben especificarse y seleccionarse basándose en clasificaciones que tengan en cuenta los atributos mecánicos, de ingreso, climáticos/químicos y electromagnéticos (M.I.C.E.), teniendo en cuenta las necesidades específicas de las instalaciones individuales. Esto incluye soluciones de cableado de paneles de control, como conductos, que protegen el cableado sensible de las emisiones de ruido y ofrecen hasta 20 dB de reducción de ruido, junto con una reducción de la tensión acústica del 90%.

También hay diferentes niveles de protección contra la penetración (grados IP) requeridos para las distintas instalaciones. A menudo se incluyen luces LED compactas para la iluminación general y para indicar claramente el estado de las máquinas y los paneles de control a los operarios de un vistazo.

Este artículo examina varios productos para paneles de control de Panduit y Banner Engineering, tanto dentro como fuera del panel de control, que los diseñadores pueden utilizar para optimizar las configuraciones de los paneles de control, minimizar el tamaño del panel y simplificar la integración sin comprometer el rendimiento.

Los diseñadores de redes necesitan una serie de soluciones de seguridad. Los controladores de seguridad SC10 y XS26-2 de Banner Engineering cumplen los requisitos de las normas ISO 13849-1 e IEC 61508 al admitir funciones de seguridad en sistemas industriales programables. Están optimizados para distintos tipos de aplicaciones.

Algunas diferencias importantes entre los controladores de seguridad SC10 y XS26-2 son su escalabilidad, el número de puntos de E/S y las opciones de comunicación. El SC10 es un dispositivo compacto y rentable ideal para aplicaciones pequeñas, mientras que el XS26-2 es un sistema ampliable para la protección de máquinas y operarios más complejos.

Los controladores de seguridad compactos de la serie SC10 están diseñados para sustituir a dos o más módulos de relés de seguridad en espacios reducidos. Pueden ser pequeños, pero son poderosos en términos de capacidad. El diagnóstico en serie (ISD) proporciona datos detallados sobre el estado y el rendimiento de hasta 70 dispositivos de seguridad conectados. Los datos son accesibles a través de una interfaz hombre-máquina (HMI), un controlador lógico programable (PLC) y otros dispositivos similares, o pueden enviarse a la nube.

Los controladores SC10 son muy flexibles y admiten una amplia gama de dispositivos de seguridad. La interfaz de programación basada en iconos, con configuración de arrastrar y soltar mediante una computadora personal (PC), agiliza la configuración y la gestión continua. También se pueden configurar y programar sin PC mediante una tarjeta de memoria externa.

Disponen de amplias E/S, incluidas dos salidas de relé de seguridad de 6 A cada una, con tres juegos de contactos normalmente abiertos (N.A.) controlados independientemente. Diez entradas, cuatro de ellas configurables como salidas no seguras. La función de optimización automática de terminales (ATO) de Banner permite a los usuarios convertir entradas estándar en salidas no seguras o viceversa, aumentando el número de entradas disponibles de 10 a 14.

La conectividad es otro de los puntos fuertes de los controladores SC10. La interfaz Ethernet industrial admite 256 salidas de estado virtuales no seguras y 80 entradas virtuales no seguras. Estos controladores de seguridad también ofrecen protocolos Ethernet/IP, PROFINET y Modbus/TCP para la conexión a una amplia gama de dispositivos.

Figura 1: Este controlador de seguridad SC10-2ROE cuenta con 10 entradas de seguridad configurables, dos salidas de relé de seguridad de 6 A y 3 canales, y admite ISD para datos de estado y error en tiempo real. (Fuente de la imagen: DigiKey)

Para instalaciones más complejas que requieren un mayor número de E/S, los diseñadores pueden recurrir a la serie SX26-2 de controladores de seguridad ampliables de Banner. Tienen muchas de las características básicas de la serie SC10 y admiten una gama más amplia de protocolos de comunicación Ethernet industrial, como EtherCAT, EtherNet/IP, Modbus/TCP, comandos de comunicación de controlador programable (PCCC) y PROFINET.

El controlador SX26-2 básico puede conectarse con hasta ocho módulos de expansión de E/S, lo que le permite adaptarse a aplicaciones más grandes y complejas a medida que crecen los requisitos de maquinaria o automatización. Además de admitir la conectividad con una PC, estos controladores cuentan con una pantalla integrada para supervisar en tiempo real el estado de las E/S, una característica crucial en las redes de control complejas.

Control de acceso a los gabinetes

Una vez que una red de control industrial está en funcionamiento, hay ocasiones en las que es necesario acceder a los dispositivos del interior del armario de control. Panduit tiene dos opciones para los diseñadores de redes industriales: puertos de acceso a datos que admiten conexiones externas a los dispositivos del interior del armario y dispositivos de comprobación de ausencia de tensión VeriSafe (AVT y AVT2) que automatizan y simplifican el proceso de comprobación de ausencia de tensión (figura 2) antes de abrir el armario para acceder directamente a los dispositivos del interior.

Figura 2: VeriSafe ATV2 de Panduit es adecuado para ubicaciones peligrosas de Clase 1/División 2, ya que carece de comprobadores de tensión. (Fuente de la imagen: DigiKey)

Los puertos de acceso a datos permiten a los técnicos de servicio conectarse externamente a los dispositivos del interior del gabinete eléctrico. El diseño modular flexible permite intercambiar en cualquier momento tomas RJ45, disyuntores, puertos USB y otros conectores. Cumplen numerosas normas, como UL, CSA y NEMA, así como la norma IP65 definida en la norma IEC 60529.

Los comprobadores de tensión de ausencia VeriSafe garantizan la seguridad de los técnicos cuando es necesario reparar dispositivos dentro de un gabinete eléctrico. Un botón pulsador iluminado proporciona una indicación visual de que es seguro abrir el armario. El sistema cumple las normas ISA 12.12.01 y CSA C22.2 n.º 213, así como los requisitos de fiabilidad SIL 3, de conformidad con la norma IEC 61508.

M.I.C.E. y EMI en la red

Panduit ofrece una gama de componentes de redes industriales que cumplen los requisitos de las directrices TIA-1005-A M.I.C.E., incluidas varias clasificaciones IP para diferentes ubicaciones. Ejemplos de M.I.C.E. de Panduit Los productos de la tarifa incluyen conjuntos de cables M12 Cat 5e y Cat 6A, armarios de zona de red preconfigurados con varias opciones de ethernet, fibra, alimentación y refrigeración, sistemas de alimentación ininterrumpida industriales de hasta 100 vatios y conectores y adaptadores modulares.

Las soluciones de cableado de paneles de control para el control de EMI son un aspecto esencial del diseño y la instalación de armarios de control industriales. Panduit ofrece una gran variedad de soluciones de conductos de cableado y apantallamiento:

• Los conductos de cableado para riel DIN PanelMax de Panduct son compatibles con rieles estándar de 35 ó 15 mm.
• Los conductos de cableado de esquina PanelMax de Panduct aprovechan el espacio vertical de las esquinas de los armarios, que de otro modo no se utilizaría, reduciendo la superficie total ocupada por el cableado.
• Los conductos de cableado apantallado PanelMax de Panduct están disponibles en alturas de 2", 3" y 4" para adaptarse a las distintas necesidades de cableado. La tapa con bisagras permanece sujeta durante el mantenimiento y las actualizaciones, lo que evita que se pierdan las tapas y sirve de saliente para facilitar la instalación de los cables. El modelo DRD22LG6 tiene una altura de 2" (Figura 3).
• El apantallamiento acústico PanelMax de Panduct, como el modelo SD2EMI de 2" de altura, puede utilizarse por separado o montarse dentro de un conducto de cableado y proporciona hasta 20 dB de reducción de ruido y 90% de reducción de tensión acústica (hasta 6" de espacio de aire).

Figura 3: Los conductos de cableado blindados Panduct PanelMax proporcionan un blindaje EMI eficaz para aplicaciones sensibles. (Fuente de la imagen: DigiKey)

Control de la temperatura y la humedad internas

Supervisar las condiciones de temperatura y humedad en el reducido espacio interior de un armario de control o una máquina puede ser todo un reto. Sin embargo, es esencial mantener altos niveles de fiabilidad. El sensor compacto S15S IO-Link de Banner Engineering satisface esta necesidad y la lleva un paso más allá al monitorizar el punto de rocío además de la temperatura y la humedad.

El S15S utiliza la información de sus sensores de temperatura y humedad para calcular el punto de rocío. Su diseño compacto y su conectividad IO-Link lo hacen adecuado para su instalación en el interior de máquinas o armarios de control abarrotados.

Los usuarios pueden seleccionar puntos de datos específicos para la temperatura, la humedad y el punto de rocío de los que informa el sensor. Estos parámetros del dispositivo pueden ajustarse sobre la marcha para adaptarse a distintos productos o condiciones de funcionamiento. Las funciones de diagnóstico integradas incluyen el estado del dispositivo, advertencias y errores.

Iluminación + indicación

La iluminación puede ser un aspecto infravalorado y, por tanto, infrautilizado del diseño de maquinaria industrial. Si está correctamente integrado, mediante LED, puede proporcionar iluminación de tareas, indicadores de rendimiento de múltiples colores y advertencias.

Un único dispositivo de iluminación polivalente puede ahorrar espacio y mejorar la gestión visual de la red. Algunas unidades de iluminación LED multicolor son flexibles y pueden instalarse en superficies curvas. Banner ofrece miles de opciones de iluminación, lo que proporciona a los diseñadores una gran libertad a la hora de personalizar y mejorar el aspecto y el rendimiento visual de la máquina.

Algunas de las numerosas opciones incluyen luces de torre multicolores, luces que incluyen pulsadores integrados que se iluminan en distintos colores para indicar el estado del sistema y luces con pantallas segmentadas integradas para cuantificar parámetros de rendimiento importantes. Otras opciones son las luces LED de trabajo en barra de la serie WLS27, que cumplen una doble función como iluminación blanca de trabajo y tienen varios colores para indicar el estado, junto con las tiras flexibles multicolor WLF12 Pro, que pueden montarse en superficies curvas (Figura 4).

Figura 4: Una muestra de las miles de soluciones de iluminación e indicadores industriales que ofrece Banner Engineering. (Fuente de la imagen: Banner Engineering)

Conclusión

Al aprovechar la oferta integral combinada de Banner Engineering y Panduit, los diseñadores de redes industriales pueden desarrollar paneles de control, redes industriales y máquinas compactas y de alto rendimiento. Tanto si la necesidad es la seguridad del operador o de la máquina, el control EMI, la gestión visual de la red, la supervisión medioambiental u otras funciones, los diseñadores de redes industriales pueden recurrir a las soluciones de Banner Engineering y Panduit en DigiKey.

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