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Seguridad de la Industria 4.0

Schmersal desarrolla soluciones y sistemas coordinados entre sí para la Smart Factory totalmente interconectada

Andreas Balack, gerente de ventas Alemania Región Sur, Grupo Schmersal

23/04/2020
En la Industria 4.0 es necesario que el planteamiento global de los procesos incluya la seguridad funcional de las máquinas. En este contexto es esencial equipar las máquinas con componentes inteligentes que puedan comunicarse con todos los procesos, con otras máquinas y componentes y también con niveles de control más altos. Por consiguiente, los componentes de seguridad son cada vez más importantes en la Industria 4.0.
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Nuevos componentes inteligentes Schmersal para aumentar la seguridad.

Hasta ahora lo único que interesaba era contar con una comunicación segura de los estados de conmutación; por ejemplo, en el caso de una puerta de protección, solo se necesitaba la información 'abierto/cerrado'. Esta información no es relevante más que para la función de seguridad. Pero si se desea analizar a fondo por qué se ha abierto la puerta de protección, el estado de conmutación cobra más valor. Porque si esta información se introduce en una herramienta de análisis de nivel superior y se puede correlacionar con otros datos, se genera información nueva y valiosa.

La posición de la puerta permite al fabricante de la máquina ver dónde puede que haber un error técnico frecuente; de lo contrario, la puerta no se habría abierto mientras la producción estaba en marcha. Esto permite extraer conclusiones sobre el proceso de producción y ayuda a eliminar errores. El Grupo Schmersal se está empleando a fondo en el perfeccionamiento de sus componentes de seguridad con el fin de que puedan ayudar a mejorar la transparencia de los procesos en la Industria 4.0. Los componentes de seguridad inteligentes, al igual que los nuevos sistemas y soluciones de seguridad, ya están contribuyendo de forma significativa al mantenimiento predictivo mediante la recopilación de datos de proceso y de estado de los componentes, que envían a un sistema de nivel superior para su análisis y evaluación. El objetivo es aumentar y optimizar la vida útil y maximizar la disponibilidad de los componentes, de las máquinas y de los sistemas minimizando las averías y los tiempos de parada.

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Las interfaces universales con conectores M12 de ocho polos permiten conectar una amplia gama de dispositivos de seguridad a la caja de campo de seguridad Safety Fieldbox.

Todos los datos bajo control

Las rejillas ópticas de seguridad con interfaz Bluetooth integrada constituyen el ejemplo más reciente del desarrollo de componentes inteligentes de Schmersal. El modelo SLC440/COM con Bluetooth BLE es un sistema de seguridad optoelectrónico que, gracias a una interfaz Bluetooth, proporciona en tiempo real todos los datos de estado y de diagnóstico del dispositivo en cualquier smartphone o tablet. Ofrece la práctica ventaja de que se pueden almacenar los datos para documentar pruebas periódicas o con fines de mantenimiento predictivo, por ejemplo. Dado que los datos de estado de la rejilla óptica de seguridad se pueden consultar fácilmente y en tiempo real, es posible corregir los errores con mayor rapidez para conseguir una mayor disponibilidad de la máquina. Esta información de estado y de diagnóstico permite reactivar los procesos más rápidamente sobre todo cuando se produce una desconexión del sistema en caso de peligro, dado que el rango de comunicación de datos es 100 veces mayor con la interfaz Bluetooth BLE que con las herramientas NFC convencionales. Por otro lado, Bluetooth BLE ofrece un abanico de aplicaciones más amplio y, dado que Bluetooth es un estándar industrial internacional, la serie de barreras ópticas 440/COM se puede utilizar en todo el mundo.

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Una combinación eficaz con potencial de ahorro: la nueva caja de campo de seguridad Schmersal y el dispositivo de bloqueo por solenoide AZM400.

Aplicación universal

Schmersal ofrece diversos sistemas en función de la complejidad del sistema para la transmisión de datos seguros y no seguros para ser analizados y evaluados en el sistema de control. Un ejemplo completamente nuevo es la caja de campo de seguridad SFB con interfaz de bus de campo Profinet/Profisafe. Gracias a la interfaz universal con conector M12 de ocho polos, se puede conectar una amplia gama de dispositivos de conmutación de seguridad a esta caja de campo de seguridad: dispositivos de bloqueo electromecánicos y electrónicos por solenoide, interruptores, sensores, barreras ópticas y paneles de control.

Los dispositivos de bloqueo por solenoide de los distintos tipos, tanto electrónicos como electromecánicos, ocupan cada uno una sola conexión. Para el usuario esto representa la ventaja de que se simplifica notablemente el cableado de los dispositivos de conmutación de seguridad, y le supone un ahorro económico. También permite prescindir de complejas instalaciones para el control del bloqueo y la consulta de la información de diagnóstico.

Excelente combinación

En combinación con la nueva caja de campo de seguridad, ahora es posible conectar varios dispositivos de bloqueo de seguridad por solenoide de la serie AZM400 a un nodo de Profinet/Profisafe en una cadena de seguridad. Esta solución es considerablemente más económica que equipar cada dispositivo de bloqueo con una interfaz Profinet. El dispositivo de bloqueo por solenoide AZM400 presenta una fuerza de bloqueo muy elevada que alcanza los 10.000 Newton.

La integración de otra entrada digital en la caja de campo de seguridad ayuda a aumentar la disponibilidad de la máquina: las señales de diagnóstico de todos los dispositivos de conmutación de seguridad conectados, como las del AZM400, se transmiten al control a través de esta entrada. Esto proporciona al usuario información sobre los bloqueos y mensajes de error para su evaluación; en caso de que la puerta de protección esté desajustada, por ejemplo, se le notifica que debe reajustarla. De ese modo se pueden tomar medidas de mantenimiento preventivo para evitar tiempos de parada de la máquina.

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Todos los datos de estado y de diagnóstico relativos al estado de funcionamiento de la barrera óptica de seguridad se pueden consultar de forma muy sencilla y en tiempo real.

Prestar atención a la comunicación

A la hora de seleccionar la arquitectura de seguridad el diseñador debe atender no sólo al hardware, sino también a la comunicación de los componentes tanto a nivel de seguridad funcional como a nivel de datos operativos, que además son relevantes para el mantenimiento. Schmersal ha desarrollado el bus SD para la transmisión y la evaluación de señales operativas como avisos de zonas límite. Los datos sobre el estado de funcionamiento de los dispositivos de conmutación de seguridad que se transmiten a través de este bus sirven como “sistema de alerta temprana” y emiten mensajes de advertencia antes de que se produzca una parada de la máquina porque un dispositivo de conmutación de seguridad ha dejado de funcionar. Por consiguiente, este tipo de comunicación es otra herramienta importante y de uso frecuente para el mantenimiento predictivo.

PLC escalable

Con el Protect PSC1 los diseñadores tienen a su disposición un PLC de seguridad potente y ampliamente escalable. Se compone de un autómata programable compacto como módulo básico que se puede complementar con varios módulos de ampliación seguros.

Esto permite adaptar el sistema a la medida de las necesidades de la aplicación. Además, el PLC puede complementarse con una interfaz de comunicación universal con la que el usuario simplemente debe seleccionar y ajustar distintos protocolos de bus de campo como Profibus, Profinet, Ethercat, EthernetIP o CANopen. Esta interfaz también permite una comunicación remota IO segura y la conexión de hasta cuatro sistemas a través de una comunicación transversal segura por medio de Ethernet. En la generación actual de Protect PSC1 se ha optimizado la capacidad de comunicación e integración incorporando un servidor OPC UA en su interfaz de comunicación. La integración del PSC1 en el protocolo de comunicación industrial máquina a máquina permite añadir una gran cantidad de información relativa a los productos Schmersal al intercambio de datos con cualquier fabricante. Esto incluye, por ejemplo, los datos de estado de las salidas de seguridad, parámetros característicos de seguridad, información sobre la vida útil de los sensores, información sobre pedidos, hojas de datos, planos e imágenes.

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Una nueva solución 4.0 para la industria: PLC de seguridad Protect PSC1 con un servidor integrado basado en OPC UA.

Obtener más información

Los sensores de seguridad que disponen de un bus SD también pueden mostrar información sobre el actuador, la temperatura del sensor, el número de serie del dispositivo y mensajes de error en presencia de un cortocircuito o de una temperatura excesiva, por ejemplo. Además, con esta solución los productos de Schmersal pueden proporcionar una serie de datos de mantenimiento para que el usuario pueda llevar a cabo un mantenimiento predictivo y sustituir los componentes a tiempo antes de que finalice su vida útil o de perder el nivel de prestaciones.

Empresas o entidades relacionadas

Schmersal Ibérica, S.L.

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