Sistema de automatización modular

El sistema de automatización Pilz PSS 4000 se compone de varios elementos de hardware y software, de Ethernet en tiempo real SafetyNET p y de los correspondientes componentes de red. Los diferentes componentes interactúan perfectamente y son la solución óptima para todos los proyectos de automatización. La innovadora plataforma de software PAS4000 del sistema de automatización gestiona todos los editores y favorece un manejo unificado.

Mientras en la automatización clásica es un solo control centralizado el que supervisa la máquina o instalación y procesa todas las señales, el sistema de automatización PSS 4000 hace posible la distribución lógica de las funciones de control. A través de Ethernet se intercambian y sincronizan datos de proceso o control, datos Fail-safe e información de diagnóstico. La función de control no depende de la ubicación en que se ejecuta la sección de programa correspondiente. En lugar de un control centralizado, el usuario dispone de un programa de aplicación distribuido en la fase de ejecución en el marco de un proyecto centralizado. A través del proyecto centralizado se configuran, programan y diagnostican todos los participantes de la red. El resultado es un manejo sencillo y unificado dentro del proyecto global.

1. Fusión de seguridad y automatización

Para facilitar el intercambio de comunicación se utiliza un entorno para seguridad y automatización caracterizado por la fusión inteligente de hardware y software. El sistema es físicamente mixto, pero tiene la parte lógica separada y está libre de reacciones. La configuración del protocolo de la red de comunicación asegura una transmisión estable a través de la red y los telegramas que contienen información relativa a la seguridad como, por ejemplo, la entrada de una persona en la zona peligrosa de una instalación, llegan con seguridad al destinatario previsto.

2. Menos volumen de ingeniería, tiempos de ejecución de proyectos más cortos

En muchos sistemas de automatización es preciso seleccionar el hardware antes de poder realizar la configuración/programación. Cualquier cambio posterior resulta muy laborioso. En PSS 4000 es diferente: la elección del hardware y la distribución del programa en el hardware puede realizarse muy tarde al ser un paso generalmente independiente de la configuración.

• Tiempos de ejecución de proyectos más cortos mediante procesamiento paralelo de tareas parciales: posibilidad de seleccionar el hardware y la distribución del programa a nivel de hardware en una fase mucho más avanzada
• Ampliaciones posteriores de una máquina: el programa de aplicación puede distribuirse sin mayores complicaciones en controles adicionales
• Puestas en marcha parciales y funcionamiento individual de partes de máquinas.

3. Sistema abierto para alto grado de flexibilidad

El sistema de automatización PSS 4000 es un sistema abierto que se integra fácilmente en arquitecturas de automatización existentes y en diferentes controles de otros fabricantes. Los controles PSSuniversal PLC y PSSuniversal multi pueden acoplarse a un control superior de otro fabricante y desempeñar tareas tanto de seguridad como de automatización.

4. Facilidad de programación y configuración

La plataforma de software PAS4000 engloba varios editores y numerosos módulos de software. Las herramientas de configuración de proyectos, programación, puesta en marcha y servicio de PAS4000 están estrechamente ligadas. Los interfaces de datos están unificados y simplifican el intercambio de información en todas las fases de la automatización. La creación de programas para funciones de seguridad y de automatización es rápida e intuitiva. Para ello se incluye el editor gráfico de programas PASmulti y editores, según EN/IEC 61131-3.

5. Diagnóstico y visualización: profesional, completo y fácil de manejar

Los tiempos de parada de la maquinaria y las interminables búsquedas de errores son cosa del pasado gracias a las posibilidades de diagnóstico de Pilz. Además del diagnóstico del sistema que ejecuta el hardware del PSS 4000, el mismo usuario puede configurar un diagnóstico específico del proceso. Diferentes medidas permiten detectar errores de forma rápida y eficiente:

• Mensajes de texto claro detallados con ubicación o indicador de equipo para cada evento
• Soluciones ‘paso a paso’ detalladas
• Priorización de eventos y definición de competencias
• Posibilidad de adaptar fácilmente mensajes predeterminados.

Los textos de diagnóstico pueden leerse cómodamente en diferentes tipos de visualizadores, como el dispositivo de control y visualización PMI o un PC. Para visualizar el diagnóstico se dispone además del software de visualización PASvisu.

El sencillo e intuitivo software de visualización PASvisu permite visualizar la maquinaria y las instalaciones con total comodidad. El enlace directo de proyectos entre PAS4000 y el proyecto PASvisu del usuario reduce los tiempos de configuración y de ingeniería. Una base de datos común garantiza una sincronización de datos automática en segundo plano, con el consiguiente ahorro de tiempo y trabajo.

El sistema de automatización PSS 4000 es un compendio de nuestros amplios conocimientos sobre todo tipo de aplicaciones. Contiene diferentes funciones que permiten realizar todo tipo de aplicaciones.

• Industria del automóvil: por ejemplo, en la fabricación de carrocerías y el montaje final
• Técnica de embalaje: procesos de embalaje superflexibles para aumentar la productividad
• Pasos a nivel: por ejemplo, pasos a nivel autónomos o acoplados a un puesto de maniobra
• Teleféricos: realización de aplicaciones de funiculares, por ejemplo, aplicaciones con cables de fibra óptica para cubrir grandes distancias
• Aplicaciones de prensas: realización del árbol de levas electrónico seguro de prensas mecánicas; junto con el sistema de medida y protección basado en cámaras PSENvip, para realizar el muting dinámico de prensas plegadoras
• Protección de puentes: control y coordinación de puentes y esclusas
• Parques de atracciones: control de motores, para el registro de posiciones y velocidad
• Técnica de escenarios: supervisión de cabrestantes, supervisión de revoluciones y dirección de giro
• Sistemas de transporte sin conductor: supervisión de velocidad y dirección de marcha de unidades de transporte individuales
• Sistemas de protección contra incendios: supervisión y control seguro de sistemas de protección contra incendios.

Homologaciones especiales: más de lo que exige la industria

El sistema de automatización PSS 4000 tiene homologaciones especiales y cumple normativas que permiten utilizarlo en muchos otros sectores (además de la fabricación clásica de máquinas).

…en el sector ferroviario:

• Normativa relevante en el sector ferroviario: EN 50121-3, EN 50121-3-2, EN 50121-4, EN 50155, EN 50126, EN 50128, EN 50129, para tareas de seguridad según SIL 2, SIL 3, SIL 4.

…en el sector ascensores/escaleras mecánicas:

• EN 81-1/2: normativa europea para ascensores que describe el diseño de ascensores
• EN 115-1: normativa europea relativa a la seguridad de escaleras mecánicas y andenes móviles.

… en el sector de la proteccion contra incendios:

• NFPA 85/86: normativa de EE UU que describe el ámbito de aplicación de instalaciones de combustión.

Ethernet en tiempo real SafetyNET p se ha concebido para la automatización completa. Con el sistema abierto pueden transmitirse datos de control críticos para la automatización y para aplicaciones relativas a la seguridad (en el sentido de la Directiva de Máquinas). Los mecanismos de seguridad de SafetyNET p están diseñados de forma que los fallos no fuercen necesariamente la parada de la aplicación. De este modo, se garantiza un alto grado de disponibilidad de la máquina/instalación. SafetyNET p es la ‘columna vertebral’ del sistema de automatización PSS 4000.

1. Un sistema para toda la técnica de automatización

SafetyNET p permite transmitir datos relativos a la seguridad a través del mismo cable por el que viajan también los datos no relativos a la seguridad. Se basa en todos los segmentos de la red en el estándar Ethernet según IEEE 802.3.

Esta comunicación segura se ha desarrollado conforme a normativas relevantes como, por ejemplo, EN IEC 61508, y sirve para aplicaciones relativas a la seguridad PL e según EN ISO 13849 y SIL 3 según EN/IEC 62061. Todos los mecanismos de seguridad están blindados en el protocolo y no son perceptibles para el usuario. SafetyNET p trabaja según el principio Black-Channel, es decir, salvo los participantes de bus seguros, los restantes componentes de red se consideran como no relativos a la seguridad.

2. Múltiples posibilidades de aplicación

Ethernet en tiempo real SafetyNET p es muy flexible y puede utilizarse con diferentes componentes de red. Puede emplearse el clásico cableado ‘twisted pair’ (par trenzado), con el que se cubren hasta 100 metros de distancia entre los participantes. Para cubrir distancias más grandes, puede utilizarse la comunicación por cable de fibra óptica. En este caso, pueden realizarse longitudes de cable de hasta 5 kilómetros con técnica multimodal y 32,5 kilómetros con técnica unimodal, con inmunidad sobre todo de cara a aplicaciones que exigen un alto grado de resistencia contra perturbaciones electromagnéticas.

Otra alternativa es la tecnología DSL, que permite cubrir distancias de hasta 10 kilómetros. En aplicaciones en que los cables interfieren o son imposibles de usar se emplean técnicas de comunicación inalámbricas. Para la transmisión inalámbrica de SafetyNET p, puede utilizarse WLAN de la serie de estándares IEEE-802.11.

3. Coexistencia y routing

SafetyNET p es 100% Ethernet y permite operar al mismo tiempo varios protocolos de Ethernet en la misma red. Como consecuencia, además de los habituales protocolos TI, se pueden operar paralelamente otros protocolos de automatización. Además, Ethernet en tiempo real admite routing. Esto significa que es posible interconectar máquinas y semimáquinas encadenadas en segmentos delimitados utilizando los métodos conocidos del ámbito TI. Para esto pueden emplearse componentes de infraestructura corrientes. SafetyNET p admite plena flexibilidad en el diseño de las aplicaciones y de las topologías de red.

Componentes de infraestructuras para redes de comunicación de alto rendimiento

Las soluciones de automatización modernas exigen máxima eficacia a las redes de comunicación. Mediante una infraestructura de Ethernet adecuada, la red se adapta a la estructura de la instalación. La posibilidad de realizar diferentes componentes de red aumenta el grado de disponibilidad de la red. Las soluciones de cableado industriales favorecen una instalación rápida y sin fallos. Switches (con y sin funciones de gestión), cables y conectores, además de gateways, son los componentes de infraestructura disponibles para la conexión a redes ajenas.

La plataforma de software PAS4000 abarca módulos de software y diferentes editores de programación de PLC y configuración. El funcionamiento de las herramientas de configuración de proyectos, programación, puesta en marcha y servicio de PAS4000 está estrechamente ligado. Los interfaces de datos están unificados y simplifican el intercambio de información en todas las fases de la automatización. Los sistemas de control PSSuniversal PLC pueden programarse en PAS IL (lista de instrucciones), PAS STL (texto estructurado) y PAS LD (esquema de contactos) según EN/IEC 61131-3. El editor gráfico de programas PASmulti sirve además para configurar y programar fácilmente PSSuniversal PLC y PSSuniversal multi. PAS4000 contiene un extenso paquete de idiomas. Los textos de las herramientas y tutoriales están disponibles en diferentes idiomas.

1. Editor de programas PASmulti para una configuracion y estructuracion sencilla

Con el editor de programas PASmulti del sistema de automatización PSS 4000, la creación de programas es ahora tan sencilla, rápida e intuitiva como nunca antes. Una extensa biblioteca de módulos Fail-safe y de automatización ofrece un alto grado de reutilización.

• Cablear con el ratón: Las entradas y las salidas pueden configurarse a voluntad y vincularse mediante elementos lógicos utilizando la función arrastrar y soltar (drag and drop)
• Dos mundos, un solo manejo: independientemente de que se programe según el estándar IEC o con PASmulti, el entorno del programa es el mismo y facilita enormemente el manejo
• Para tareas de automatización y de seguridad.

2. Editores de programación de PLC para Automatización y Seguridad

Los controles PSSuniversal PLC pueden programarse como controles lógicos según EN/IEC 61131-3 para tareas de automatización y de seguridad. Los editores PAS IL (lista de instrucciones), PAS STL (texto estructurado) y PAS LD (esquema de contactos) figuran como LVL (Limited Variability Languages) en la clasificación del TÜV Süd. Los editores de programación de PLC cumplen de este modo los requisitos para la creación de software de aplicación relativo a la seguridad.

Por otra parte, los lenguajes de programación PLC pueden combinarse fácilmente con el editor de programas PASmulti.

• Seguridad y Automatización en un solo sistema
• Facilidad de manejo para tareas complejas
• La combinación sencilla de PAS IL, PAS STL, PAS LD y PASmulti favorece el trabajo estructurado y programas sinópticos
• Extensa biblioteca de módulos de automatización y de seguridad.

3. Módulos: reutilización y estandarización

Una extensa biblioteca de módulos seguros y no seguros predefinidos propicia un alto grado de reutilización. Con PASmulti pueden utilizarse tanto módulos creados por el propio usuario, por ejemplo, en PAS STL (texto estructurado), como los módulos predefinidos. La combinación de módulos permite definir además funciones más complejas.

• La división y estructura de los proyectos obedece a criterios funcionales
• Los módulos pueden reutilizarse tantas veces como sea necesario
• Las modificaciones del módulo se documentan y gestionan a nivel central.

4. Diversos y numerosos: módulos de software

Junto con módulos de control generales como PID (función de un regulador PID) y Scaling (escala de valores de entrada), existen módulos seguros con certificado TÜV para la supervisión de funciones como pulsadores de parada de emergencia, rejas fotoeléctricas de seguridad, interruptores de puertas protectoras, etc. Los módulos relativos al hardware (por ejemplo, FS_AbsoluteEncoder) proporcionan bloques driver para módulos de hardware específicos.

Los módulos relativos a las aplicaciones (por ejemplo, FS_CamController) sirven para crear aplicaciones de prensas o en la gestión de quemadores. Los módulos de software de PAS4000 están contenidos directamente en la herramienta de la biblioteca de software.

El sistema de automatización PSS 4000 se caracteriza por la interacción perfecta de componentes individuales y elementos de software. Numerosas funciones como, por ejemplo, Motion Monitoring para la supervisión segura de movimientos, facilitan la realización de las aplicaciones.

1. Supervisión segura de movimientos en el sistema de automatización PSS 4000

En el sistema de automatización PSS 4000, la función de supervisión segura está integrada en el software de aplicación. Pueden realizarse dos principios de medida (funciones) diferentes.

2. Supervisión segura de movimientos con un solo encóder

Para la supervisión segura de hasta 8 ejes por control hasta PL d con un solo encóder se dispone de un módulo de E/S compacto (combinable con los controles PSSuniversal PLC o PSSuniversal multi). Las ventajas son tiempos de reacción más cortos y un aumento de la productividad mediante una desconexión rápida local e independiente del tiempo de ciclo del PLC.

Ventajas de la solución

• Tiempos de reacción más cortos, más productividad
• Minimización de errores e implementación rápida de proyectos gracias al ajuste sencillo de las funciones de revoluciones en el software
• Rapidez de puesta en marcha, mantenimiento y servicio gracias al diagnóstico sencillo mediante la herramienta de los valores límite y parámetros ajustados
• Uso de los encóders instalados
• Realización de funciones de seguridad según EN 61800-5-2:
• Hasta PL d con un solo encóder sen/cos
• Hasta PL e con un encóder seguro
• Hasta PL e como combinación de encóder e iniciador y supervisión adicional de engranaje.

3. Supervisión segura de posiciones mediante dos encóders

En el sistema de automatización PSS 4000, las funciones ‘velocidad segura’ y ‘posición segura’ pueden implementarse mediante la combinación de módulos contador, módulos de función especiales del programa de aplicación y dos encóders no seguros.

Ventajas de la solución

• Evaluación segura de velocidad, posición y parada mediante encóders estándar
• Transferencia de la función de supervisión segura al software de usuario
• Más flexibilidad en la supervisión de valores límite mediante una supervisión de límites dinámica en el programa de aplicación.

4. Fast Control Unit para procesos de conmutación rápidos

Fast Control Unit es el primer módulo de E/S compacto que contiene una función lógica segura de alto rendimiento. Permite enlazar entradas seguras locales con un retraso mínimo (400 μs) a las salidas y leer señales especialmente cortas y de tiempo crítico (650 μs de duración de impulso).

Ventajas de la solución

• Flexibilidad y máxima velocidad de conmutación
• Flexible y libremente programable gracias al acceso completo a las señales de E/S en el programa de control
• Misma velocidad que con cableado fijo gracias a la función lógica local
• Proceso de desconexión optimizado de cargas inductivas mediante tensión inversa.

5. Árbol de levas electrónico seguro

La solución óptima para el control transversal de prensas mecánicas es el árbol de levas electrónico seguro PSS 4000. La solución se compone del control PSSuniversal PLC, de módulos para prensas (CamController) y del encóder PSENenco. Esta solución sustituye los árboles de levas mecánicos convencionales.

Ventajas de la solución

• Levas seguras para aceleración y marcha inercial con dinamización para una parada segura en el OT con número de carreras variable
• Medición continua de la carrera de marcha inercial para minimizar los tiempos de parada
• Admite el ajuste de longitud de carrera mediante transferencia del ángulo eléctrico
• Protección eficaz contra manipulación.

Los controles PSSuniversal PLC son la solución óptima para instalaciones encadenadas complejas. Interconectados o como controles autónomos, constituyen la solución perfecta para Seguridad y Automatización. Los controles PSSuniversal multi son idóneos para aplicaciones de máquinas o pequeñas instalaciones. El pequeño tamaño de los módulos periféricos de la clase de dispositivos PSSuniversal I/O permite una adaptación sumamente flexible y económica a las necesidades de E/S de la aplicación.

1. Configuración modular del sistema

Los módulos de entradas y salidas de los controles y sistemas E/S se configuran con arreglo a las necesidades del usuario. De este modo, la configuración del sistema se adapta exactamente a cada necesidad. Para posteriores adaptaciones, los módulos pueden completarse o cambiarse.

• Módulos de cabecera. Existen diferentes módulos de cabecera en las clases de potencia PLC, multi y I/O
• Módulos de entradas/salidas. Para el procesamiento seguro o no seguro de señales analógicas o digitales. Pueden montarse hasta 64 módulos de entradas/salidas en orden aleatorio. Asimismo se dispone de módulos compactos con elevada densidad de componentes
• Módulos de alimentación. Estos módulos pueden utilizarse como ‘módulos Refresh’ (de actualización)
• Módulos base. Unidades soporte para los módulos de entradas y salidas y para los módulos de alimentación. El sencillo mecanismo de enchufe sobre los módulos base simplifica el cambio para adaptaciones del sistema.