Nueva cabecera de bus del sistema de instalación descentralizada IP67

Máxima flexibilidad y modularidad son las características principales del sistema de bus de campo Cube67. El ya probado y exitoso sistema Cube67 se amplía ahora con las cabeceras Cube67+. Con ellas, se ofrece una solución adecuada a las más complejas y específicas instalaciones de bus de campo.

El sistema Cube67 es un concepto modular que consiste en la conexión de hasta 16 módulos de expansión a lo largo de un recorrido de 10 metros desde la cabecera de bus. Esto posibilita la instalación de los módulos I/O directamente donde se localizan los sensores y los actuadores. Los módulos se conectan entre sí con un sólo cable híbrido apto para la comunicación del bus y para la alimentación de las señales de los sensores y actuadores.

Las ventajas de Cube67 son obvias: el cableado de las conexiones de los sensores y actuadores se simplifica siendo de longitudes muy cortas y conectorizables al 100%. Gracias a la extensa gama de módulos I/O, estos se adaptan en tamaño físico y de señales a lo requerido en cada zona. Los costes de bus de campo se minimizan debido al hecho de reducir el número de nodos de bus de campo.

Con más de 80 diferentes módulos I/O, se puede elegir el más adecuado para cada aplicación. El gran número de instalaciones realizadas en diferentes sectores industriales como la manutención, robótica, máquina herramienta son una muestra de las ventajas y de las posibilidades que Cube67 ofrece en diferentes ámbitos de aplicación.

Sistema Cube67: Empezando por la cabecera de bus, el nivel I/O se distribuye de forma descentralizada e independiente del control directamente en la máquina. Las conexiones son con un solo cable híbrido de alimentación y comunicación.

En sectores como la logística y la manutención, los sensores y actuadores están distribuidos a lo largo de grandes distancias. Esto requiere que los módulos I/O se instalen lejos de las cabeceras de bus. También nuevas tecnologías de instalación como IO link son requeridas por los clientes debido a las ventajas conlleva.

Para estos casos, se han creado las nuevas cabeceras Cube67+. En una instalación dada, cada una de estas cabeceras incrementa la capacidad de gestionar hasta 32 módulos en un entorno alrededor de cada cabecera de hasta 60m. Esto posibilita la aplicación para conectar en una misma cabecera señales por muy remotas que estén situadas.

Adicionalmente, el hecho de usar un único cable Cube67 facilita el cableado entre los módulos por más alejados que estén. El cable híbrido de conexión entre módulos es flexible y torsionable para aplicación en cadenas portacable y en robots.

Instalación de campo de un almacén de paquetería automatizado con Cube67.

Existe una serie de problemas habituales en las instalaciones industriales que son en la mayoría de los casos la causa de los paros de las máquinas con las consiguientes pérdidas económicas en productividad. Desde los inicios en Cube67, Murrelektronik ha implementado una completa gama de diagnósticos dedicados a informar de forma exacta y localizable donde se producen estos fallos, minimizando los paros de producción. Enumeramos algunos de ellos, empezando por la rotura de cables. Incluso los cables de más calidad se acaban rompiendo en cadenas portacables. Si el problema se debe a un deterioro del cable que falsea esporádicamente las señales, el error en la instalación difícilmente se atribuye a un defecto en un cable, provocando que el error perdure demasiado tiempo con consecuencias de paros inexplicables. Esta clase de fallos que causa grandes pérdidas, tiene que ser rápidamente detectada, aumentando la fiabilidad de la instalación.

Otra de las situaciones a evitar se debe al uso de cables de larga distancia. Por las leyes que conocemos de la física, a más distancia, más pérdida de voltaje que unida a una demanda puntual de potencia puede ocasionar una pérdida transitoria de voltaje. Como consecuencia se pueden dar situaciones indeseadas al estar por debajo del mínimo voltaje requerido por los diferentes dispositivos.

En los inicios del desarrollo del producto Cube67, se dedicó especial atención a ofrecer una completa solución en diagnósticos. Estos están disponibles no sólo a nivel de cabecera de bus, sino que cada uno de los 80 módulos disponibles diagnostica si no les llega suficiente voltaje. Los fallos se indican en el módulo con un LED en rojo y se reporta a través del bus de campo al control. A nivel de las I/Os, para cada una de las conexiones se monitoriza el cortocircuito, siendo desconectado exclusivamente el canal afectado donde se conecta el elemento. El resto de los canales sigue en funcionamiento, posibilitando que la instalación siga funcionando para no perder productividad.

La cabecera de bus también detecta cortocircuito y rotura de cable en las conexiones híbridas entre módulos, reportando el fallo a través del bus y visualmente mediante LEDs. Esta información es fácilmente extraída para que técnicos de mantenimiento puedan disponer de ella directamente en los módulos IOs o a través de interfaces HMI.

Cube67+ ofrece diagnósticos que van un paso más allá. Es capaz de diagnosticar si en las conexiones externas de los módulos a los sensores/actuadores se produce una sobrecarga, gracias a la electrónica MICO. Si un conector M12 está sometido a una sobrecarga, se genera una alarma preliminar. En caso que se exceda el límite permisible, el canal se desconectará. El fallo se indicará mediante LED en el nodo y se transmitirá al control. El rearme de los módulos se realiza desde el control a través del bus de campo.

En el peor de los casos, los diagnósticos serán simplificados considerablemente con una guía de soluciones de problemas. Los paros se reducen y la disponibilidad aumenta.

Adicionalmente a estos avances, nuevas tecnologías aparecen en el mercado. Un primer ejemplo es IO-Link que permite la conexión inteligente de sensores y actuadores al bus de campo. Hasta ahora sensores de reconocimiento de colores o salidas analógicas solo se podían conectar de forma correcta con cables apantallados. Ahora con la tecnología IO-Link es posible la conexión de estos elementos con cableado convencional.

Sistema de identificación con numeración del contenido personalizada a través de Cube67 conectado al control.

Módulos IO-Link de expansión ya están disponibles en Cube67+ para completar la gama de producto. La conexión a los sensores IO-Link mediante conectores M12 estándar permite además de activar/leer la señal sinó también leer/escribir parámetros en el sensor. Como ejemplo de aplicación, en sensores situados a grandes distancias, es posible transferir el nivel de disparo sin la necesidad de desplazarse. También posibilita la monitorización en caso de fallo y si es necesario generar diagnósticos. Cuando el sensor se cambia, los parámetros almacenados son recargados automáticamente en el nuevo sensor, evitando errores.

Sensores de color o lectores de códigos de barra se usan en aplicaciones de manutención y logística para identificar cajas de diferente color o leer y transferir códigos de barra. En el campo de la máquina herramienta, presostatos son muy habituales. Como alternativa a escribir los datos en el sensor, el valor se puede tener en memoria en el control y transferirlo de forma automática a los presostatos. La instalación y puesta en marcha queda simplificada ganando en fiabilidad.

Los módulos Cube67+ IO-Link de Murrelektronik disponen de 4 puertos máster IO-Link para la conexión de sensores. Los mismos puertos se pueden usar para la conexión de sensores/actuadores estándar. Adicionalmente disponen de 4 puertos para conexiones digitales configurables como entradas o salidas.

Cube67 y Cube67+ ofrece más de 80 módulos diferentes de extensión de gran flexibilidad y tecnología contrastada, como con las multifuncionales I/Os. Los módulos ofrecen diagnósticos exhaustivos que reducen paros de producción y aumentan la disponibilidad del sistema. Los módulos están diseñados para una fácil instalación y asegura una clase de protección alta según los requerimientos de IP67.

Selección de cajas de transporte por el color a través de dispositivos IO-Link conectados a Cube67+.