Monitoreo de condiciones en marcha

No sólo desde que cuestiones como la sostenibilidad y la eficiencia de la producción son temas candentes, la supervisión de la temperatura de los gabinetes de control ha sido una preocupación para diseñadores e ingenieros de planta. La temperatura, la humedad del aire y también la seguridad de los armarios de control son variables que desempeñan un papel importante en prácticamente cualquier concepto de planta. Unas condiciones de temperatura elevadas o irregulares en los armarios de control, en particular, pueden provocar la pérdida de potencia o incluso el fallo de dispositivos individuales. Si los componentes de un armario de control están dispuestos de forma que se acumulen puntos calientes o apenas circule aire frío, surgen varios riesgos al mismo tiempo: En algunos casos, los dispositivos de medición de precisión pueden perder su precisión, la vida útil de los componentes puede reducirse o, en el peor de los casos, fallar definitivamente. Los sistemas complejos, como los controladores, son especialmente susceptibles al calor. La mayoría de los PLC tienen una temperatura máxima de funcionamiento de 55 °C. Esto es sólo 15 °C por encima de la "temperatura de confort" de muchos armarios de control. Además de la temperatura y la humedad, la protección fiable y trazable contra accesos no autorizados desempeña un papel importante en muchas aplicaciones, especialmente en las llamadas "infraestructuras críticas" (CRITIS), como el suministro de energía y agua.

La supervisión del gabinete de control detecta anomalías en una fase temprana

Sin embargo, incluso con una topología óptima o ventilación con sistemas de aire acondicionado, tiene sentido supervisar electrónicamente las condiciones climáticas en el gabinete de control de forma permanente. Esto permite detectar anomalías en una fase temprana y evitar averías, sobre todo cuando los dispositivos se encuentran en cuadros de control instalados a mayor distancia. Esto se aplica, por ejemplo, a las zonas exteriores donde el clima es un factor externo.

Turck lleva muchos años ofreciendo su serie CCM como sistema de monitorización de estado fácil de reequipar. La abreviatura CCM significa "monitorización del estado del armario" y describe la tarea central de los dispositivos compactos de carril DIN, que disponen de tres sensores internos para monitorizar la temperatura, la humedad y la distancia de la puerta. Dependiendo del modelo, también se pueden procesar datos de sensores externos adicionales. Los monitores de armarios de control de Turck impresionan por sus funciones de control fáciles de usar. Detectan automáticamente cualquier apertura de puerta midiendo la distancia a la puerta. Estos dispositivos hacen que todos los armarios de control sean aptos para su uso en infraestructuras críticas sin necesidad de grandes desembolsos. La supervisión del cierre de la puerta mediante el dispositivo de carril DIN también es más fiable y a prueba de manipulaciones que los interruptores de contacto de puerta y mucho menos compleja que los interruptores de rodillo.

IM(x)12-CCM con contacto de conmutación e IO-Link

Los primeros monitores de gabinete eléctrico de la serie CCM fueron los modelos IM12-CCM e IMX12-CCM (con homologación Ex). Estos dispositivos compactos se acoplan fácilmente al carril DIN y envían una señal precisa cuando se superan o no se alcanzan los valores definidos, por ejemplo, cuando un dispositivo se sobrecalienta, se forma rocío en el gabinete de control o se abre la puerta. El IM12-CCM dispone de un registrador de datos interno con marca de tiempo y almacena los datos hasta dos años. De este modo, los usuarios también pueden detectar los cambios de fluencia durante largos periodos y rectificar la causa. A través de una interfaz se pueden manejar dos protecciones de gabinete en modo maestro-esclavo para supervisar simultáneamente el cierre correcto de la puerta y los demás valores límite en dos puntos del armario eléctrico. El maestro procesa los datos del esclavo y envía una señal al controlador. El IM12-CCM estándar incluye dos contactos de conmutación y una interfaz IO-Link. El modo de aprendizaje rápido permite al usuario ajustar fácilmente los valores límite sobre el terreno. Alternativamente, los parámetros pueden ajustarse mediante IO-Link o un marco FDT como PACTware.

IM18-CCM: conexión entre la fábrica y el mundo informático

Siguiendo los dispositivos probados de la serie IM12, Turck ha construido el puente hacia el IIoT con el IM18-CCM. Los dispositivos no solo pueden mostrar la monitorización del estado de los gabinetes de control sobre el terreno, sino también transmitir los datos al mundo de TI. El delgado dispositivo de 18 mm envía los valores medidos de los sensores a sistemas de nivel superior a través de dos interfaces Ethernet independientes. Esto puede llegar hasta la nube, lo que permite al personal de mantenimiento acceder a los datos climáticos reales en cualquier momento a través de terminales móviles. De este modo, la frontera entre el nivel operativo y la infraestructura informática desaparece gradualmente. Como resultado, los usuarios pueden analizar los datos de la planta de producción desde la mesa de su oficina.

Sin embargo, esto no sólo ofrece a los constructores y usuarios de instalaciones posibilidades adicionales en cuanto a la salida de datos, sino también para la recogida de valores medidos. La interfaz RS485 (Modbus RTU o CAN) permite conectar al IM18-CCM, en caso necesario, dispositivos externos como sensores de vibración, además de los tres sensores instalados. Para obtener una imagen ideal de la temperatura de un armario eléctrico, por ejemplo, se pueden distribuir varios sensores de temperatura en distintas posiciones. Los datos de tres sensores de temperatura suelen ser suficientes para obtener una imagen general precisa incluso en armarios de grandes dimensiones. Una interfaz adicional permite conectar otros dispositivos, como el IM18-CCM51, para la medición de corriente de 12 canales de CA con hasta 600 A. La transferencia de datos y la alimentación de los módulos IM18-CCM se realiza a través del backplane.

IIOT para monitoreo de condiciones

La serie IM18-CCM es una potente plataforma IIoT para la monitorización de condiciones y otras aplicaciones informáticas. Los modelos IM18-CCM40 e IM18-CCM50 con su sistema Debian Linux están diseñados principalmente para uso OEM. Estos tienen la opción de adaptar los sistemas con precisión a sus propias estructuras y crear así soluciones personalizadas para el cliente. Esto permite a los programadores introducir rutinas específicas en el dispositivo, por ejemplo para detectar un punto de rocío o permitir aumentos naturales de la temperatura al principio de los meses de verano. Asimismo, algunos usuarios pueden desear cargar su propio conector en la nube: la visualización de tendencias o el envío de una alarma tienen lugar entonces en el sistema de nivel superior. Con sus dos interfaces Ethernet independientes, el IM18-CCM proporciona una conexión sin esfuerzo entre el mundo OT y el mundo IT. El dispositivo utiliza los protocolos de comunicación TCP/IP, Modbus TCP y HTTP. Otros protocolos basados en Ethernet pueden instalarse posteriormente en cualquier momento.

Como solución de monitorización de estado flexible, abierta y con un precio atractivo, el IM18-CCM40 es el dispositivo de primera elección, especialmente para escenarios de aplicación sencillos. El IM18-CCM50, con entradas digitales y analógicas adicionales y una memoria de trabajo más grande, cubre todos los requisitos más allá de estos.

IM18-CCM60: solución plug-&-play para el monitoreo inteligente de la condición

Turck ofrece ahora el IM18-CCM60 como otro modelo de su serie de monitores para gabinetes de control que ahora pone a disposición de los usuarios las capacidades de la plataforma CCM50 sin necesidad de conocimientos de programación. Para ello, el nuevo modelo está equipado con el sistema operativo siineos IIoT, que los especialistas en digitalización de in.hub desarrollaron específicamente para la plataforma CCM. La IM18-CCM60 combina hardware y software en una solución inteligente plug-and-play fácil de usar en cualquier lugar. Su funcionamiento es intuitivo y puede integrarse en sistemas de nivel superior en cualquier momento a través de MQTT u OPC UA, desde un sistema autónomo independiente hasta una solución de monitorización de estado exhaustiva con integración en la nube.

El IM18-CCM60 permite a los usuarios resolver tareas de monitorización de condiciones de forma muy eficiente, ya que realiza todas las configuraciones y parametrizaciones de forma intuitiva a través de la interfaz gráfica basada en navegador. Si lo desea, también puede utilizar una interfaz de usuario de terminal como PuTTY para programar sus propias aplicaciones. El framework InCore integrado en siineos ofrece una amplia gama de componentes listos para usar que facilitan el manejo de las interfaces y sensores integrados, así como de todos los protocolos de red e industriales estándar. 

Además de las aplicaciones existentes, también puede crear sus propios programas y aplicaciones o cargarlos como en un smartphone. El asistente basado en web acompaña la configuración, de modo que incluso los usuarios sin conocimientos previos pueden manejar el IM18-CCM60 sin problemas. También permite acceder fácilmente a los sensores internos de temperatura, humedad y distancia de la puerta, así como parametrizar diversas interfaces. No se requieren conocimientos de programación. 

Además del rendimiento y la facilidad de uso, durante el desarrollo también se prestó especial atención a la seguridad informática. Así, un sofisticado cortafuegos permite controlar totalmente el tráfico de entrada y salida del dispositivo. Además, el IM18-CCM60 también se puede configurar como cliente OpenVPN. Esto garantiza un acceso remoto seguro al dispositivo y, opcionalmente, a las máquinas conectadas.

De la PoC a la integración en la nube

Dado que el IM18-CCM60 no requiere ninguna cuenta obligatoria en la nube o de servicio, los usuarios también pueden realizar pruebas o pruebas de concepto sin conexión sin ningún esfuerzo. Los datos de medición registrados permanecen en el dispositivo y el usuario sigue teniendo acceso a todas las funciones disponibles, como sistemas de bases de datos o paneles gráficos (Grafana). A continuación, se accede directamente al dispositivo a través de Ethernet o USB. De este modo, las instalaciones de prueba pueden identificar fuentes de error y ahorros potenciales en una fase temprana. Si se desea, la instalación puede integrarse en cualquier momento en soluciones de monitoreo de condiciones más amplias en el entorno de producción real, ya sea en infraestructuras de TI locales o en sistemas basados en la nube.

Autor | Klaus Ebinger es director de gestión de productos de tecnología de interfaz