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15
Boletín
tecnológico
Mundos en red
Autor invitado: Dr. Wolfgang Wahlster, Catedrático
Tecnología: Automation IT
Aplicaciones: Etiqueta electrónica con RFID
people | power | partnership
de
HARTING
tec.News 15: Índice
harting tec.News 15 (2007)
Editorial: Dietmar Harting: "Talent de bien faire".
(El príncipe Enrique el Navegante) _4
Autor invitado: Dr. Wahlster, Catedrático:
Memoria digital de producto: Los sistemas integrados
llevan un diario _6
Asistencias a ferias de harting 2007 _79
Transmisión de datos con un multiplexor ultracompacto _52
Topología de BUS de transmisión de potencia _62
Han® Q 2/0: nuevas opciones para el suministro de
potencia, por ejemplo como solución de conectividad
para la energía solar _64
Robusto y resistente al óxido. Han-INOX: La nueva gama de
bases de acero inoxidable para conectores industriales _66
Mundo automatizado
La guía de selección:
la herramienta para construir una red Automation IT _10
Control por Ethernet en el sector alimentario _14
Una inversión floreciente. Los sistemas de control de
invernaderos utilizan soluciones Ethernet de harting _18
harting Integrated Solutions, “Actuar globalmente sin
olvidar lo local". harting Integrated Solutions desentraña
este enigma explicando su principal modelo operativo:
“Huella global uniforme” _54
Microcosmos
Ampliación del uso de RFID: Un proyecto de cooperación
entre la Universidad Técnica de Dresde y harting pone
en acción los transpondedores y lectores en el sector de la
construcción _24
Seguimiento del ciclo de vida de un producto.
Placa identificativa electrónica con RFID para un
almacenamiento de datos óptimo _28
Sensor de gama de corriente amplia basado en encapsulado
3D-MID compacto _31
Integración de conectores de placa SMC en una línea de
montaje de componentes totalmente automática _56
Cooperación global
Infraestructura de comunicaciones en las nuevas
instalaciones de harting en Zhuhai _74
Automation IT se hace realidad. Función e instalación de
Ethernet de integración abierta _20
Mayor fiabilidad gracias a con:card+ _42
El mundo de la tecnología
Enganche automático en el nuevo tren “Pendolino” _34
El metro en movimiento. Los conectores harting facilitan el
uso de sistemas de impulsión lineales en China _38
Más comodidad para los pasajeros del ferrocarril:
Características de Han® M12 de engaste en los sistemas de
información para pasajeros _40
Hermética y resistente:
Solución Han para telecomunicaciones en exteriores _50
Situarse a la cabeza a través de la innovación. Mayor
capacidad innovadora gracias a la evaluación sistemática de
los factores e indicadores de éxito _68
El éxito común comenzó en el Bósforo _71
Normas mundiales
Mejora del rendimiento de los sistemas VMEbus en Japón
gracias a har-bus® 64 _48
Normalización del cableado genérico _58
Datos de la publicación.
Publicado por: harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, 32325 Espelkamp (Alemania), Teléfono +49 5772 47-0, Fax: +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com
Editor jefe: A. Bentfeld | Vicedirector jefe: Dr. H. Peuler, K. Jording | Coordinación general: Departamento de comunicación y relaciones públicas, A. Bentfeld
Diseño y maquetación: Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin | Producción e impresión: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück | Comic: Helme Heine
Tirada: 30.000 copias en todo el mundo (en alemán, inglés y otros 10 idiomas)
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harting o uno de los distribuidores locales de harting. También puede solicitar tec.News en línea en www.harting.com
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y la reproducción en soportes electrónicos (p. ej., CD-ROM e Internet).
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tec.News 15: editorial
Dietmar Harting
“Talent de bien faire”
(El príncipe Enrique el Navegante)
Fiel a su máxima “Talent de bien faire” (“El deseo de hacerlo
bien”), el príncipe Enrique el Navegante convirtió a Portugal en
la principal nación marinera a comienzos del siglo XV. El factor decisivo para el éxito de sus expediciones fue la constante
evaluación de los registros de sus expediciones, especialmente
el cuaderno de bitácora, en la escuela de navegantes que se
fundó al efecto en Sagres.
Los conocimientos geográficos adquiridos, la precisión de los instrumentos náuticos, la cartografía, la construcción naval y otras
disciplinas científicas permitieron al marino Vasco de Gama descubrir la ruta marítima hacia la India en 1498, abriendo con ello
el acceso directo al lucrativo comercio de las especias.
Gracias a la curiosidad de grandes exploradores como Bartolomé
Díaz, Cristóbal Colón y Fernando de Magallanes, las naciones
marineras europeas ampliaron sus redes marítimas a través de
los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Ellos sentaron las bases
de las redes comerciales actuales, y, en última instancia, también
allanaron el camino para la conexión en red de nuestro mundo.
La principal diferencia entre la globalización a comienzos del
siglo XV y la del siglo XXI, en la que estamos inmersos, es la
velocidad a la que se tienden puentes en el tiempo y en el espacio. Para satisfacer los deseos y necesidades de nuestros clientes
ya no tenemos que arriesgarnos a hacer largos viajes por mar
como nuestros antepasados marineros en los siglos pasados. Los
centros de desarrollo local, las instalaciones de fabricación, los
departamentos de marketing y servicio, además de la interconexión entre personal, clientes, proveedores, tecnologías y datos
por medio de las modernas tecnologías de la información, nos
permiten ahora cumplir todos los requisitos y expectativas directamente en cada lugar.
Como en la época de Enrique el Navegante, el continuo desarrollo del conocimiento es la condición previa esencial y la fuerza
impulsora del desarrollo. Con este fin, nuestro personal intercambia ideas y conceptos a través de las fronteras de los distintos
países para satisfacer los deseos de soluciones innovadoras de
nuestros clientes. Otro aspecto de nuestro desarrollo continuo del
conocimiento se basa en la cooperación con colaboradores como
institutos de investigación, asociaciones y empresas. Nuestros
excepcionales socios nos abren los ojos a nuevos mundos al mismo tiempo que se benefician de nuestra capacidad tecnológica y
de nuestra posición privilegiada en los mercados.
Nuestra visión personal e individual de las cosas es un aspecto;
el modo en que los demás nos perciben desde el exterior, por
así decirlo, es otro aspecto. Naturalmente, resulta especialmente
gratificante que personas independientes elogien nuestras soluciones innovadoras, o que incluso las consideren merecedoras de
una distinción especial, como ya ocurrió en 2006 cuando obtuvimos el codiciado premio Hermes, el premio tecnológico mejor
dotado del mundo.
Este reconocimiento nos inspira y nos anima a continuar por
este camino. Al hacerlo, ponemos nuestra curiosidad y deseo de
descubrir al servicio de los clientes, a quienes ofrecemos sólidas
soluciones (de sistemas) orientadas a las aplicaciones afrontando
nuevos retos tecnológicos. En este empeño, permanecemos fieles
al lema de Enrique el Navegante: “Talent de bien faire”.
Con este número 15 de tec.News nos gustaría compartir con ustedes nuestras ideas, desarrollos innovadores y nuevos productos.
Estos puntos fuertes y ofertas están transformando nuestra visión compartida sobre la conformación del futuro con tecnologías
para personas reales.
harting tec.News 15 (2007)
t e c . N e w s 15 : A u t o r i n v i ta d o
Wolfgang Wahlster,
Catedrático, Doctor en
Ciencias Naturales y con
varios títulos Doctor
Honoris Causa,
dirige el centro de tecnologías de
software inteligente más grande
del mundo, el Centro de Investigación Alemán sobre Inteligencia
Artificial (DFKI GmbH) situado
en Saarbrücken, Kaiserslautern,
Bremen y Berlín, a partir del
cual se han creado 46 nuevas
empresas. El Dr. Wahlster es
miembro de la Real Academia
Sueca de Ciencias en Estocolmo
y ha recibido el “Premio del Futuro” del Presidente alemán por
su trabajo sobre la comunicación
hombre-máquina. Es miembro
de la alianza de investigación
Wirtschaft-Wissenschaft (industria-ciencia) promovida por
el gobierno alemán, que también
le ha encomendado la gestión del
campo de la innovación en tecnologías de la información y la
comunicación.
harting tec.News 15 (2007)
Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster
Memoria digital de producto:
Los sistemas integrados llevan un diario
Las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) son la base de las innovaciones en todos los demás sectores económicos, y ocupan por lo tanto el primer lugar como motores de la innovación. Estas tecnologías penetran en todas las áreas de
la vida y del trabajo en nuestra sociedad, y constituyen la base tecnológica de la sociedad de la información y el conocimiento.
Como tecnologías clave en una economía basada cada vez más en el conocimiento, las TCI funcionan además como acelerador
del crecimiento en todos los sectores esenciales. Según declaraciones de ejecutivos de empresas que participan en el grupo
estratégico de TCI del Ministerio Federal de Investigación y Desarrollo de Alemania (BMBF), del cual soy director científico,
en este momento más del 80% de las innovaciones en el sector de la automoción, la tecnología médica y la logística están impulsadas por las TCI (sistemas de software, sistemas electrónicos, tecnologías de redes y tecnologías del conocimiento).
Como país que produce ordenadores clásicos, software básico
(sistemas operativos, sistemas de bases de datos y software de
oficina) y dispositivos periféricos (monitores e impresoras), en la
actualidad Alemania no desempeña un papel demasiado importante. Por otro lado, Alemania es líder en el sector del software
corporativo y es la sede del tercer proveedor de software a nivel
mundial. Pero Alemania también ocupa uno de los primeros
puestos en el desarrollo de aplicaciones de software innovadoras
para sistemas integrados en las tecnologías de la automoción,
la automatización y la medicina. Después de todo, las empresas alemanas son líderes en nuevos conceptos de marketing
y distribución gracias a su especial competencia logística en
relación con las TCI. Dentro del marco de las estrategias de alta
tecnología del gobierno alemán la idea es construir el proceso
de innovación en torno a estas áreas de aplicación y sectores
objetivo, ya que ésta es la única forma de garantizar que la totalidad de la cadena de valor añadido se lleve a cabo en Alemania,
creando así nuevos puestos de trabajo dentro del país.
A continuación se presenta el concepto innovador subyacente
de la memoria digital de producto como una visión tecnológica de futuro concreta que, como mejora de la tecnología RFID
(Identificación por radiofrecuencia) y de los sistemas integrados,
tiene un enorme potencial de aplicación en los sectores objetivo
citados, a través de la integración de métodos de inteligencia
artificial.
t e c . N e w s 15 : A u t o r i n v i ta d o
Diarios digitales de los productos
Los sistemas logísticos y servicios basados en las TCI (desde los
servicios de consultoría hasta el mantenimiento y reparación,
pasando por el reciclaje) que están relacionados con productos
de primera calidad se han convertido en el factor de éxito más
importante en muchos sectores. Debido a que los ciclos de innovación y de producto son cada vez más cortos y las cadenas logísticas son cada vez más complejas, el registro digital del ciclo
de vida de los productos de primer nivel, el control constante del
estado y el seguimiento la ubicación de un producto, así como
el acceso desde cualquier punto a todos los datos relevantes del
producto, son de vital importancia para la posición competitiva
de una empresa de producción y comercialización. Finalmente,
la memoria digital de producto está abriendo una nueva dimensión en la protección contra el “pirateo”, en la protección del
consumidor y en la responsabilidad del producto.
La próxima generación de “elementos inteligentes” integrados
en los productos se extenderá más allá de la pura función de
identificación de las etiquetas RFID y, además de evaluar distintos sensores integrados (p. ej., temperatura, posición, brillo
y humedad), también registrará todos los datos del producto y
de funcionamiento pertinentes, y será capaz de intercambiar
información de forma activa con el entorno y los usuarios, como
una “Internet de las cosas”.
La memoria digital de producto tiene más o menos la misma
función que la caja negra en los aviones y, al igual que una
grabadora de vuelo, registra todos los parámetros ambientales
de forma digital. Pero lo mejor de los sistemas integrados actuales es que son tan pequeños que se pueden introducir casi en
Miniaturización
3. PDS, teléfono
inteligente, tarjeta
inteligente
2. PC
1. Ordenador
central
Calendario de desarrollo
Del concepto de ordenador central a la “Internet de los objetos”.
cualquier objeto de modo que no se puedan ver desde el exterior.
Además de un microprocesador, memoria, sistemas microsensores, un chip GPS (Sistema de posicionamiento global) y módulos
de radio, también contienen una fuente de alimentación propia.
Las memorias de producto pueden intercambiar información
entre sí o con su entorno en una red ad hoc mediante radio de
área local. El resultado es una especie de inteligencia ambiental.
Así, las cajas de vino o chocolatinas transportadas en un camión
refrigerador pueden “quejarse” al sistema de aire acondicionado
de que se han superado sus valores límite de humedad del aire,
y el aire acondicionado puede ajustarse automáticamente. Pero
lo más importante es que las personas pueden acceder a estos
diarios digitales de los productos en cualquier momento.
Cuando los diarios digitales están en la tapa azul de un tarro
de caviar beluga, en el fondo de una caja de bombones belgas de
lujo o en el corcho de un vino francés de primera categoría, el
distribuidor, e incluso el consumidor final, pueden comprobar
en todo momento si el producto de primera calidad ha estado
sometido a influencias ambientales que pudieran suponer una
merma de su calidad. Los microsensores registran dónde y
cuándo se ha almacenado el vino en una posición no horizontal,
o ha estado expuesto a vibraciones, a la luz del día o incluso a
fluctuaciones de temperatura muy acusadas. Así el consumidor
final puede decidir si compra o no el producto al precio ofrecido,
a pesar de esta deficiencia. El distribuidor devolvería directamente al proveedor los bombones de lujo que estuvieron unos
días expuestos a una humedad excesiva durante el transporte.
En el futuro, si un comprador de un coche usado lee el diario
digital de un vehículo y descubre que el coche ha sido utilizado sin el aceite suficiente
4. Objetos
inteligentes
durante más de 300 kilómetros tres veces
en los últimos dos años, y que el airbag del
conductor ya ha saltado dos veces en los
últimos seis meses, estos hechos sin duda
influirían en el comportamiento de compra.
Como las piezas de recambio importantes
de coches, aviones y máquinas de producción también ofrecerán información sobre
sí mismas en un futuro no muy lejano, será
posible comprobar rápidamente si se utilizaron o no sólo piezas originales garantizadas para una reparación.
Fuente: DFKI GmbH
harting tec.News 15 (2007)
Los vendedores inteligentes utilizan memorias digitales de producto.
En una futura fábrica inteligente, como la que está construyendo el Centro de Investigación sobre Inteligencia Artificial (DFKI)
de Alemania en un centro de demostración y desarrollo en Kaiserslautern con empresas como Bosch, harting y Siemens, ya
será posible escribir y utilizar memorias digitales de productos
durante la fabricación de los productos.
El papel clave de las tecnologías semánticas
La sencillez de los diálogos de acceso a la memoria de producto y
la interoperabilidad de distintas memorias de producto y entornos inteligentes requieren una semántica que pueda entender
una máquina. El valor añadido de los diarios de producto sólo se
puede activar si el robot de servicio que manipula los productos
puede entender la información de tamaño, peso, estabilidad y
puntos de agarre que le proporciona la memoria del producto.
El núcleo de la tecnología semántica lo forman los lenguajes de
marcado como OWL (Ontology Web Language), que tienen una
semántica formal y proporcionan un concepto estandarizado
para describir los contenidos digitales de una forma ontológica.
Cuando se busca información, las conclusiones pueden acelerar
el proceso de búsqueda o derivar la información buscada.
Si los objetos utilizados en la vida cotidiana están cada vez
más estrechamente interconectados en línea, con conexiones
semánticas, el resultado será la “Internet de las cosas”. Las personas dejarán de percibir la red digital que tienen alrededor:
simplemente estará ahí, en forma de
inteligencia ambiental. Los sistemas
integrados en nuestros vehículos,
que en estos momentos ya incorporan más de 70 microordenadores, se
han convertido en redes informáticas móviles, deben comunicarse
entre ellos, de un vehículo a otro,
para alcanzar un nivel aún más alto
de seguridad móvil y para acercarse a la visión de un coche seguro al
100%. Y esto tampoco es posible sin
las tecnologías semánticas que comuniquen las memorias de producto. Cuando un Peugeot francés con
un sensor de agua descubre un gran
charco en la carretera que supone
un riesgo de aquaplaning, debería
utilizar una semántica que resulte
Fuente: DFKI GmbH
comprensible de manera universal,
y no el francés, para informar de esto mediante una conexión
ad hoc a Internet con el sistema de alerta de riesgos local de
una motocicleta BMW que va detrás. Así el motociclista puede
recibir un aviso que podría salvarle la vida: “Atención: aquaplaning a 200 metros.” La industria de automoción alemana es líder
mundial en esta forma de comunicación de coche-a-X (coche a X)
entre vehículos y la infraestructura de tráfico. Dentro de unos
pocos años probablemente tengamos que llevar nuestros coches
al taller para una actualización del software semántico en lugar
de un cambio de aceite.
Naturalmente, la protección frente al acceso no autorizado,
la falsificación o la destrucción de la memoria de producto se
convertirá en un problema fundamental en la investigación de
seguridad.
En los proyectos conjuntos SmartWeb, Specter y SharedLife,
patrocinados por el BMBF, el DFKI investigó importantes fundamentos de las tecnologías semánticas para diarios digitales, que
se mostraron en el pabellón de investigación del CeBIT 2007.
Los elementos esbozados anteriormente proporcionan todas
las condiciones previas importantes para un proyecto modelo
a partir de la estrategia de alta tecnología del gobierno alemán
en el área de las memorias digitales de producto, que puede
desembocar en su aplicación en toda la cadena de valor añadido
en Alemania.
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Andreas Huhmann
La guía de selección
La herramienta para construir una red Automation IT
Cuando se introduce Ethernet en aplicaciones avanzadas, una red informática de automatización se basa en varios elementos
clave. Se trata de componentes activos, como los switches, y componentes pasivos, como los cables, además de un sistema
de gestión que tiene en cuenta los requisitos informáticos y de automatización. Sin embargo, aunque es fácil separar los
componentes activos y los pasivos en la oficina, no es así en la zona de fabricación. Una separación estricta entre los componentes activos y pasivos es insostenible en las plantas y en la maquinaria. Por consiguiente, harting ha desarrollado una
herramienta uniforme para planificar toda la red en edificios industriales, plantas y maquinaria.
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harting tec.News 15 (2007)
Unas sencillas normas de selección para toda la infraestructura permiten el desarrollo de una red perfecta. La armonización
optima de los componentes y el cableado de la red es de máxima
importancia. Como las redes que enlazan las instalaciones, los
sistemas y la maquinaria de la planta nunca son neutrales con
respecto a la aplicación, la aplicación es siempre el principal
factor a tener en cuenta durante la planificación. Las propiedades
de los componentes de red Ethernet se pueden derivar de la aplicación. Por ejemplo, los switches no gestionados son suficientes
si la aplicación consiste en la grabación de datos de procesos.
Sin embargo, en procesos de automatización en tiempo real no
se pueden utilizar switches no gestionados.
Gama funcional
Los dispositivos de red pueden funcionar como simples acopladores en estrella como en la gama eCon, o realizar tareas complejas
de administración de segmentos activos como en la gama mCon.
Con sus gamas eCon, sCon y mCon, el grupo tecnológico harting
cubre todo el espectro de las aplicaciones industriales.
Un dispositivo de red Ethernet en aplicaciones industriales debe
ofrecer siempre varias funciones básicas como las siguientes:
–Unos límites de temperatura que se ajusten a la aplicación
industrial y unos niveles elevados de resistencia mecánica.
–Un switch de Ethernet conforme con IEEE 802.3 fast Ethernet
(100 MBit/s)
–Modos de conmutación “Store” y “Forward” (guardar y reenviar)
–Negociación automática/cruce automático
–P uertos eléctricos u ópticos
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t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Comercial
ERP/CRM/MES
Ingeniería
CAD/CAE/CAQ
Servicios
Vídeo
Telefonía
Seguridad
Automatización
PLC
CNC
Robotización
Reumen de las aplicaciones de red
Estas funciones constituyen la base de todos los dispositivos de
red de harting. La gama de productos eCon que incorpora estas
funciones no necesita configuración por parte de los usuarios
o administradores, sino que es un componente “plug-and-play”
(conectar y listo). No es posible la parametrización en relación
con la aplicación. Es esencial que se estudie a conciencia la
segmentación de la red si se van a utilizar estos dispositivos,
y esto requiere un conocimiento exhaustivo de la aplicación.
En general, los switches de red no gestionados no se pueden
utilizar para redes convergentes.
Clase de instalación
Además de escoger la funcionalidad correcta, la elección de la
clase de instalación adecuada es también especialmente importante en los entornos industriales. Dependiendo de la aplicación, es posible definir tres clases típicas:
Si es necesario un cambio de configuración específico de la
aplicación o posterior, la mejor solución es un switch sCon. El
switch se puede configurar según la aplicación correspondiente
sin necesidad de herramientas de gestión especiales. Gracias a
la interfaz USB integrada, es posible la parametrización durante la puesta en servicio sin que funcione la red y sin conectar
el switch a la fuente de alimentación.
–En primer lugar, los switches que se utilizan dentro de una
caja para crear una topología de estrella y cuyos clientes están también en la misma caja. Generalmente es necesaria una
conexión al cable adecuado para el uso en exteriores.
–La segunda clase implica la integración de los armarios de
control en una red Ethernet, así como la disposición en topología de estrella dentro del cuadro. Los armarios descentralizados se pueden enlazar fácilmente en una topología en línea.
–La tercera clase define la creación in situ de una red de topología de estrella, la mayoría de cuyos dispositivos están
diseñados con un nivel de protección alto. El bajo número de
puertos también permite el uso de topologías en línea.
Los switches mCon se pueden utilizar para la administración
de redes en la medida que lo permitan los avances tecnológicos
en los entornos de oficina actuales. Están disponibles servicios
de gestión como IGMP, Query, QoS, VLAN o RSTP . Se incorpora
un servidor web para facilitar la puesta en servicio o la administración a través de Internet. Los switches mCon permiten las
funciones de red esenciales para la convergencia de entornos de
oficina y de fábrica, y por lo tanto hacen posible la informática
de automatización.
Especificaciones de perfil
La elección del perfil determina si las funciones de automatización específicas del perfil, como las requeridas por PROFINET
o Ethernet IP, se integran en los componentes de red. Para garantizar la compatibilidad con Ethernet estándar, estas normas
tienen unos requisitos especiales de interfaz o funcionales que
generalmente excluyen el uso de componentes de red no gestionados. En este contexto, debe garantizarse la compatibilidad de
los componentes de red con el perfil de automatización.
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harting tec.News 15 (2007)
Profinet
IEC 61 918
EtherNet/IP
IEC 61 918
EtherNet/
IP
Cableado específico del perfil
Profinet
Cableado
Ethernet
estándar
Perfil
Intermedio
4
Cableado genérico según ISO/IEC 24 702
mCon
Clase de instalación
Clase de función
eCon
sCon
3
Interior
2
Exterior
1
La estructura de la guía de selección de Automation IT
Cableado
El cableado estructurado se deriva de la aplicación específica. El cableado depende en gran medida de la zona de aplicación. harting distingue entre el edificio industrial, la planta y
las máquinas individuales. Para las plantas y la maquinaria,
los perfiles de automatización especifican qué conectores se
pueden usar, según lo establecido para el perfil específico en
IEC 61784. Sin embargo, la norma correcta para los edificios
industriales es la ISO/IEC24702. Existen juegos de cables completos, y también cables y conectores que se pueden montar
in situ.
También hay elementos de conexión para las transiciones entre
el cuadro de control y el entorno de campo, como los de las paredes del cuadro o entre dos líneas de producción, por ejemplo
en las cadenas portacables flexibles. Estos elementos se pueden
insertar perfectamente en la red. De este modo, sólo hacen falta
unos pocos pasos para seleccionar los componentes que permitan obtener una solución de red segura y eficaz.
Gestión uniforme
El sistema de gestión integra la totalidad de los componentes de
la red. Si se cumplen las normas de informática de automatización, es posible la gestión uniforme. La responsabilidad global
de la red se puede establecer centralmente. El mantenimiento
de la red en el entorno de automatización, el mantenimiento
real, se puede realizar de forma descentralizada con herramientas de diagnóstico simplificadas. Es importante que la
comunicación con todos los componentes de red sea uniforme
y coherente, y que estos componentes tengan una presentación
homogénea. Esto es posible gracias a la herramienta de gestión
Industrial VIS//ON de harting.
Redes Automation IT eficaces
En la guía de selección de harting, la función se indica al principio de la selección. Como las aplicaciones industriales pueden
ser muy diferentes, los requisitos funcionales pueden también
variar según el caso. harting ofrece los componentes de red
adecuados para todas estas aplicaciones y finalmente ha superado la separación entre el punto de vista activo y pasivo.
Esta es la única forma viable en la que se puede establecer
una red Automation IT verdaderamente eficaz en entornos industriales.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing
Division Industrial Communication and Power Networks
harting Technology Group
[email protected]
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t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
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harting tec.News 15 (2007)
Rhonda Stratton, Tony Guerra & Rob Hanes
Control por Ethernet
en el sector alimentario
El pan rallado para freír en aceite o las mezclas preparadas de pastelería y repostería son cosas que compramos en el supermercado en cómodos paquetes. Pero para los consumidores a granel como las panaderías y el sector de los servicios de
comidas, los fabricantes tienen que suministrar estos alimentos en contenedores de tamaños muy diferentes. Una unidad
de envasado típica en este caso es el saco de 20 kilos. Pero el manejo de estos sacos en la línea de envasado puede suponer
un reto para los fabricantes de los llamados productos alimentarios a granel. El registro exacto y el control preciso de los
datos de envasado son esenciales para que un negocio de producción de alimentos tenga éxito.
Control exacto del peso
En una fábrica gestionada por uno de los fabricantes líderes
del mercado de productos alimentarios a granel y mezclas de
bebidas en la costa de Nueva Inglaterra (EE. UU.), el proceso
de envasado comienza con la colocación de cada saco en una
báscula, donde se abre automáticamente y se llena por medio
de una línea de alimentación. Poco antes de que se alcance el
peso deseado, la alimentación se cierra automáticamente. La
cantidad que falta para completar el peso se va escurriendo
en el saco, que a continuación se sella y queda listo para el
transporte. Este proceso semiautomático continúa a lo largo
de la semana en distintas líneas de producción que funcionan
con turnos múltiples.
El control exacto del peso tiene una importancia decisiva, ya
que a los clientes no les gustaría que faltara algo, y si se supera
el peso se reducirían los beneficios del fabricante. Lo que es
más, cuando los productos tienen que transportarse a largas
distancias, la exactitud de los pesos es un factor importante
por motivos logísticos.
El control del proceso de llenado durante un cambio de producto o de turno es especialmente difícil. El envasado de distintos
alimentos en un proceso continuo requiere una atenta supervisión, ya que los productos distintos como las mezclas de pastelería o el pan rallado pueden cambiar bastante en términos de
peso específico y caudal. Cada vez que se cambia el producto,
la planta de llenado debe reconfigurarse cuidadosamente para
garantizar que el flujo de material se detiene en el momento
correcto al alcanzar la marca de los 20 kilos y que no cae más
cantidad de la deseada.
Métodos de control anteriores
Antes el proceso de llenado de sacos se controlaba con un método de pesaje discontinuo y descentralizado. A través de una
conexión de serie, los datos se registraban mediante sensores
directamente en la máquina, y posteriormente se transmitían
a la oficina técnica y se analizaban. La exactitud del llenado se
controlaba en base a estos datos.
Utilizando esta información, la decisión de cómo reajustar la
línea para conseguir una mayor precisión de llenado dependía
de los directores de producción. Este proceso global se utilizó
durante muchos años con resultados satisfactorios. Sin embargo, un análisis continuo de los datos a largo plazo hizo evidente
las posibilidades de mejora, especialmente cuando se hacían
cambios de productos o de turnos.
Control en tiempo real por Ethernet en la zona
de producción
Ethernet se está utilizando cada vez más en la zona de fabricación. Como fabricante líder en soluciones de conectividad y
redes, harting tuvo la oportunidad de poner en marcha una
solución automatizada utilizando tecnología Ethernet para este
fabricante de alimentos a granel. La línea de llenado de sacos de
20 kilos se identificó como la ubicación adecuada para instalar
los productos Automation IT de harting, con el fin de optimizar
el proceso de producción y ayudar así al cliente a ahorrar en
costes de fabricación.
harting analizó el intervalo de tiempo que transcurría entre el
registro de los datos y la corrección manual en la línea de llenado de sacos y confirmó que el proceso se podía mejorar enorme-
15
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
La medición exacta es esencial para una empresa que venda un producto
por peso. HARTING introdujo el control en tiempo real de la fábrica a través
de Ethernet para ahorrar costes laborales y evitar el desaprovechamiento
del producto.
Ilustración de switch instalado en la sala.
mente con la ayuda del control en tiempo real por Ethernet en la
zona de producción. Con la intención de instalar una solución a
largo plazo, harting recomendó una solución IP67 que tenía en
cuenta el duro entorno (gran volumen de polvo, humedad) en el
que se iba a instalar el switch. Fue posible instalar la solución
Ethernet propuesta cerca de la línea de llenado de sacos de 20
kilos sin un envolvente especial ni un dispositivo de montaje, lo
que redujo tanto el tiempo como el coste de la instalación.
La solución propuesta era un paquete Automation IT de harting
que consistía en un switch de Ethernet IP67 con cinco conexiones en combinación con conectores Data 3A RJ45 y cableado
de Ethernet industrial. Lo que tuvo una importancia decisiva
para la empresa alimentaria fue el hecho de que harting podía
suministrar directamente los principales componentes.
Switch Ethernet IP67, conector Data 3A IP67.
16
harting también se aseguró de que contaría con apoyo técnico
en la fábrica para garantizar una instalación sin problemas.
Además de instalar los switches harting, se proporcionó apoyo
para la instalación de un módulo de serie a Ethernet que permitía utilizar la conexión de serie existente en la línea de enva-
harting tec.News 15 (2007)
Distribución preliminar
Línea de sacos de 20 kg
RS 232
en serie
Báscula en línea
Convertidor de Rs 232 a Ethernet
3A P/T
Máquina 3
3A P/T
Máquina 2
3A P/T
Switch IP 67
Fuente de
alimentación
PC
Puerto LAN
corporativo
Arquitectura del sistema Automation IT
sado para la comunicación con el switch de harting. También
se ayudó en la configuración del software de terceros utilizado
para el control del proceso de llenado. El switch de harting se
colocó finalmente próximo a la conexión LAN existente, que se
había utilizado como conexión de un PC para acceder al sistema ERP. Además de la línea de llenado de sacos existente, se
instalaron otras dos conexiones para integrar otras máquinas
más adelante.
Resumen
La empresa alimentaria estima que los ahorros potenciales generados por el sistema Ethernet instalado serán del orden de
20.000 $ al año. Con la introducción del acceso en tiempo real
a los datos de producción, la información necesaria para ajustar la línea de llenado ahora se puede extrapolar en cualquier
momento y enviar a la dirección de producción. El resultado
ha sido una reducción del exceso de llenado durante los cambios de producto y de turno. Además, la conexión LAN y VPN
permite ahora el acceso remoto a los datos de producción de la
empresa. Por lo tanto, ahora que ya no tiene que ocuparse de
problemas de producción, la oficina técnica puede concentrarse
en los objetivos de productos a largo plazo. En vista del ahorro
que ya se ha conseguido y del rendimiento de la inversión, la
empresa tiene ya previsto introducir sistemas de control por
Ethernet en otras líneas de producción.
RHONDA STRATTON
Marketing Communications Manager, North America
harting Technology Group
[email protected]
TONY GUERRA
Field Systems Engineer, Automation IT,
North America
harting Technology Group
[email protected]
ROB HANES
Director of Marketing, Industrial, North America
harting Technology Group
[email protected]
17
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Jakub Vinčálek & Tomáš Ledvina
Una inversión floreciente
Los sistemas de control de invernaderos utilizan soluciones Ethernet de harting
Hay pocos agricultores modernos cuyas explotaciones no incluyan algún invernadero. Éstos les permiten cultivar plantas que de
otro modo perecerían en las condiciones climáticas exteriores. Sin
embargo, sería un error suponer que un entorno de invernadero
óptimo no requiere más que un control mínimo de la temperatura
y la humedad interiores. De hecho, las condiciones interiores de un
invernadero deben vigilarse continuamente mediante un sistema
de control tan fiable como complejo.
Optimización de la luz, el aire, el clima, la tierra y el agua
Los buenos sistemas de invernadero deben ser capaces de controlar
factores como la temperatura y la humedad del aire, la temperatura
y la humedad de la tierra, la duración y la intensidad de la exposición
a la luz solar, la iluminación artificial utilizando luz de distintas
longitudes de onda, el suministro de agua y la concentración de CO2
en el aire. Con la ayuda del sistema de control, estas variables se
pueden ajustar según sea necesario, dependiendo de la hora del día
y de la fase de crecimiento de las plantas. Este sistema activa las
siguientes funciones:
–Apertura y cierre de las ventanas
–Encendido y apagado de la calefacción
–Encendido y apagado de la ventilación
–Variación de la posición de los protectores solares
–Encendido y apagado de la luz artificial
–Encendido y apagado de los sistemas de riego
–Encendido y apagado de los humidificadores de aire
Una característica importante de un buen sistema es la capacidad
para proporcionar información en tiempo real sobre todas las condiciones que podrían constituir una amenaza para las plantas en crecimiento y también para el sistema de control en conjunto. Tan pronto
como se alcanza el punto en el que el sistema ya no puede mantener
18
harting tec.News 15 (2007)
10-15 millones de plantas de semillero crecen en un invernadero de tamaño
mediano al mismo tiempo.
El sistema de control proporciona información en tiempo real sobre todas las
condiciones.
las condiciones dentro de los parámetros preajustados, debe
generarse automáticamente un informe para alertar al personal
de servicio. Los informes y la información de este tipo no sólo
se pueden registrar a través de la red fija, sino que también se
pueden transmitir a través de componentes de red móviles.
ciones de plantas. Aquí el control imperfecto de las condiciones
climáticas puede hacer que se pierdan especies raras. Por eso
los sistemas de control deben ser resistentes a la temperatura,
el agua, los productos químicos y los efectos de la maquinaria,
al mismo tiempo que funcionan con extremada fiabilidad.
Las soluciones de harting con protección según la norma IP67
son ideales para las aplicaciones en invernaderos modernos.
Estos productos de infraestructura para aplicaciones Ethernet
industriales funcionan con una fiabilidad excepcional en las
duras condiciones medioambientales que se describen aquí.
Los switches Ethernet ‘gestionados’ (mCon) y ‘no gestionados’
(eCon) son componentes ideales en la creación de arquitecturas
de sistemas con una distribución eficaz. Se puede utilizar un
solo cable tanto para transmitir las señales de control como
para suministrar potencia a los elementos del sistema. Los cables y conectores de sistema de tipo industrial ofrecen un alto
grado de flexibilidad en cuanto al diseño del sistema de control,
y su mantenimiento es muy sencillo. Por lo tanto, al optar por
las soluciones harting en el invernadero, los usuarios pueden
contar con la seguridad de su inversión gracias a un sistema
en el que pueden confiar.
Condiciones extremas
Las condiciones en el interior de los invernaderos son por su
propia naturaleza un entorno muy duro para los sistemas técnicos. Por lo tanto, los propios sistemas y todos sus componentes
deben tener un diseño especialmente resistente. La humedad
relativa supera con frecuencia el 90 %, y algunas partes de la
instalación incluso pueden estar bajo el agua. Pero no es sólo
la temperatura, la humedad y el agua lo que afecta al sistema.
En muchos casos se utilizan distintos productos químicos y
fertilizantes para la nutrición y protección de las plantas. Además, hay distintas máquinas en funcionamiento capaces de
infligir un daño considerable a los componentes del sistema
de control.
Los invernaderos modernos pueden ser de gran tamaño, de
modo que la distancia entre los sensores, los elementos operativos y las unidades de procesador puede llegar a ser de cientos de metros. En la primavera, se pueden cultivar entre 10 y
15 millones de plantas jóvenes en un invernadero de tamaño
medio. Por lo tanto, puede estar en riesgo un capital importante
si las condiciones de crecimiento no son las ideales.
La fiabilidad es el factor decisivo
Los agricultores no son los únicos que utilizan invernaderos.
Los jardines botánicos también los utilizan para reproducir las
condiciones naturales lo más fielmente posible para sus exposi-
Jakub Vinčálek
President
TENAX CZ s.r.o.
Prague, Czech Republic
Tomáš Ledvina
Product Manager, Czech Republic
harting Technology Group
[email protected]
19
tec.News 15: Cooperación global
Andreas Huhmann
Automation IT se hace realidad
Función e instalación de Ethernet abierta integrada
El grupo tecnológico harting tiene la visión de una Ethernet abierta e integrada que se extienda desde la oficina hasta la fabricación, y ahora esta visión se está haciendo realidad bajo la forma de Automation IT. Automation IT depende por completo de
normas uniformes de Ethernet, en este caso la norma IEEE 802.3. Se está avanzando hacia la convergencia, que será posible
gracias a la introducción de soluciones de red como los switches, software de gestión, seguridad y conectividad que se pueden
utilizar de forma coherente en aplicaciones que van desde la oficina hasta la fábrica. Esta visión ya se está convirtiendo en
realidad: en el futuro, Automation IT facilitará una Ethernet universal que simplifique y acelere los procesos, cree transparencia y reduzca costes.
20
harting tec.News 15 (2007)
Instalación basada en PushPull variante 14
M12 para E/S
Edificio industrial
www
Instalación basada en PushPull variante 14
Instalación
híbrida basada
en PushPull
variante 4
M12 para E/S
Sensor
Sensor
Planta industrial
HMI
Correo de voz/correo
telefonía
vídeo
conferencias web
Informática de oficina
HMI
Instalación híbrida
PushPull variante 4
para dispositivos
inteligentes
Maquinaria
Comunicaciones
unificadas
Automatización industrial
Informática de automatización
Requisitos de un switch Automation IT
Automation IT incorpora la red responsable de la planta automatizada y la maquinaria a la red corporativa integrada, y también la conecta a Internet. Pronto será posible implantar nuevas
aplicaciones como las que ya se ofrecen para el mundo de la
oficina (voz sobre IP, correo electrónico, vídeo y conferencias a
través de Ethernet) al nivel de la maquinaria de la fábrica, sin
limitaciones y utilizando Ethernet estándar. Los proveedores de
sistemas de automatización ya han reconocido las ventajas de
una red universal adecuada para todos y cada uno de los tipos
de aplicaciones. Abogan por el uso de Ethernet estándar en el
campo de la automatización, y saben que incluso el tiempo real
y la seguridad son compatibles con Ethernet.
Normas mundiales para las redes Ethernet
En la actualidad las redes de oficina son casi exclusivamente
redes Ethernet, con lo que se ha establecido una norma de comunicaciones universal para todas las aplicaciones informáticas.
Tanto las aplicaciones como Ethernet han continuado desarrollándose. En los años 90 se hacía hincapié en las típicas aplicaciones de oficina, como el correo electrónico y los sistemas de
planificación de recursos de empresa. Para conseguir que estos
sistemas sean cada vez más eficaces e integrar en la red dispositivos terminales con alta demanda de ancho de banda, se ha
ido aumentando de forma continua la velocidad de las transmisiones. Las arquitecturas de seguridad y el almacenamiento de
datos centralizado también son cada vez más importantes. Las
funciones que en principio realizaban los ordenadores locales
21
tec.News 15: Cooperación global
Cableado
Switch
Cableado
Cableado
Switch
Switch
Ethernet en edificios industriales
Ethernet en instalaciones de producción
Ethernet en máquinas
Resumen de las áreas de uso
de forma descentralizada se trasladaron a la red. Además, tanto
los servicios de voz como el vídeo encontraron un lugar en la red
Ethernet, con lo que se necesitaba no sólo un mayor incremento del ancho de banda, sino también nuevas funciones de red
(priorización, calidad del servicio, etc.). Además de distribuir los
datos, la Ethernet con PoE (Power over Ethernet, Energía sobre
Ethernet) también asume la tarea de proporcionar una fuente
de alimentación a los dispositivos terminales. En consecuencia,
Ethernet es la única norma uniforme a nivel mundial para (fuentes de) alimentación de dispositivos y equipos. Ahora el centro
de atención es la integración de la aplicación automatizada para
permitir que la red Ethernet se convierta en la norma global
uniforme también en este campo.
Componentes de red Automation IT
En el pasado, el entorno de oficina se caracterizaba por puestos
de red normalizados (PC), todos los cuales hacían demandas parecidas en sus conexiones a un servidor central. Esto condujo
al desarrollo del switch, cuyo fin básico era crear o romper una
conexión punto a punto entre participantes individuales de la
red. Sin embargo, ahora hay otras funciones del switch especialmente importantes. Los requisitos principales son:
22
–Gestión de redes: Requiere la integración de SNMP en todos
los componentes de red activos.
–Creación de redes VLAN: Los switches deben permitir el etiquetado VLAN y ser capaces de enviar telegramas priorizados
con la prioridad adecuada.
–QoS: Requiere funciones como la priorización. Los switches
deben ser capaces de procesar colas de prioridades y enviar
datos de forma selectiva.
–Filtrado: Con el desarrollo de las aplicaciones multimedia cada
vez es más importante controlar el tráfico de difusión y multidifusión. Esto se puede conseguir con mecanismos como IGMP
snooping.
–Redundancia: El mecanismo RSTP definido en la norma
IEEE 802 también se está empleando cada vez más en aplicaciones industriales.
Los componentes de red que facilitan las aplicaciones informáticas se han desarrollado hasta convertirse en equipos complejos.
Las redes se están volviendo inteligentes. Las aplicaciones esenciales se están trasladando desde los sistemas de control o servidores a la propia red. Sin embargo, una red de automatización
informática universal sólo se puede administrar satisfactoria-
harting tec.News 15 (2007)
mente si todos los componentes de red presentan características
comparables y compatibles. Esto está relacionado con su funcionalidad, pero sobre todo es una cuestión de interoperabilidad.
Los avances tecnológicos no están destinados primordialmente
a la automatización, sino que se han adaptado para este fin.
Aunque la referencia principal de los requisitos técnicos para
la tecnología de componentes de red es IEEE 802.3, la dirección que ha tomado el IEEE no va a cambiar con la creación de
una norma aparte. Preferiblemente, lo que se debería hacer es
continuar desarrollando la tecnología en los grupos de trabajo
responsables de Ethernet.
Cableado Automation IT
El cableado de Ethernet en la oficina ha sido aceptado como norma de forma generalizada. En términos de tecnología de datos, la
preeminencia de IEC 11801 es indiscutible. El cableado genérico
que servía originalmente a las tecnologías de red distintas de
Ethernet se ha convertido en la actualidad en una tecnología hecha a la medida de Ethernet. Las categorías de cableado son por
lo tanto comunes a todas las normas industriales. Con el desarrollo de IEC 24702, que se publicó a finales de 2006, se estableció
una amplia adaptación al entorno industrial. Así, el sistema nervioso central de la tecnología de datos representado por Ethernet
ya está disponible actualmente en el campo industrial.
Del cableado a los sistemas de instalación
La comunicación sin barrearas equivale a menudo al empleo
de cableado uniforme. Sin embargo, la comunicación constante
de extremo a extremo no es en modo alguno lo mismo que un
conjunto de cables normalizados, sobre todo porque el cableado
tiene que adaptarse según la aplicación. Aunque los conectores
IP 20, por ejemplo, se pueden utilizar en oficinas y en cajas informáticas, su utilización en entornos industriales es imposible.
Se pueden identificar tres áreas de aplicación características que
cubren una amplia variedad de aplicaciones: edificios, plantas y
máquinas. Cada área plantea demandas muy diferentes al sistema de instalación. Sin embargo, no se puede permitir que estas
diferencias excluyan un sistema de gestión uniforme.
La informática de automatización permite a los usuarios instalar
con confianza una red de alto rendimiento para aplicaciones
industriales. Es aquí donde se generan las ventajas de la informática de automatización: principalmente el ahorro de costes
inherente a una red universal y la optimización de procesos
resultante de una comunicación sin barreras entre todas las
aplicaciones.
harting está trabajando actualmente en adaptaciones de las
instalaciones para fábricas, sistemas y maquinaria. Aunque se
mantiene la transparencia global de los datos, se trata de tener
en cuenta las distintas filosofías que se aplican a las instalaciones de planta y de maquinaria. Las adaptaciones de fábrica
conllevan la fusión de competencias activas y pasivas. Esto se
debe a buenas razones, derivadas de casos de uso que reflejan
las demandas de las propias aplicaciones:
–En general no es necesario el cableado previo, ya que el cableado es una parte integrante de la propia máquina.
–La presencia de equipo IP67 significa que el cableado debe
adaptarse al equipo.
–La integración de switches en los sistemas de automatización
ocupa el lugar de las conexiones en estrella. Se evita así un
punto de intercambio de cable central, como el típico panel de
conexiones que se encuentra en las oficinas.
–La necesidad de topologías complejas adaptadas al diseño de la
planta implica que los switches se sitúan en los puntos donde
son necesarios, por lo que su ubicación depende de la aplicación.
Andreas Huhmann
Director Strategic Marketing
Division Industrial Communication and Power Networks
harting Technology Group
[email protected]
23
tec.News 15: Microcosmos
24
harting tec.News 15 (2007)
Prof. Dr.-Ing. Peter Jehle, Stefan Seyffert & Detlef Tenhagen
Ampliación del uso de RFID
Un proyecto de cooperación entre la Universidad Técnica de Dresde y harting pone en
acción los transpondedores y lectores en el sector de la construcción
La tecnología del sistema UHF-RFID pronto permitirá numerosas optimizaciones de costes e innovaciones en el sector de la
construcción. Un proyecto bajo los auspicios del Instituto de Gestión de la Construcción de la Universidad Técnica de Dresde
centra su atención en la identificación de las distintas características de rendimiento y los beneficios adicionales del ahorro
de costes y su integración funcional de forma que se obtenga un importante rendimiento de las inversiones en el sistema de
producción. Las posibilidades no se limitan sólo a los procesos de construcción en sí, sino que también incluyen las funciones
de servicio en la red de distribución y los servicios complementarios. Los nuevos requisitos legislativos para la documentación
de estructuras de construcción también son pertinentes en este caso. La tecnología de comunicación convencional que existe
en la construcción (inalámbrica o no) debe tenerse en cuenta y aplicarse.
En la ingeniería civil y la construcción de edificios, los intentos
de utilizar transpondedores RFID (Identificación por radiofrecuencia) a menudo fracasan debido a las condiciones básicas
subyacentes. Por ejemplo, los transpondedores suelen estar rodeados de materiales que absorben las señales. Además, hasta
ahora no ha habido normas uniformes para la conexión entre
el transpondedor y el lector, y por lo tanto los sistemas que se
pueden encontrar en el mercado no son compatibles entre sí ni
intercambiables. Esto obliga a adoptar soluciones aisladas con
costes de desarrollo muy altos, que no son rentables para las
empresas individuales que trabajan solas. Otros sistemas de
identificación no han conseguido ganar aceptación en el sector
de la construcción. Las altas exigencias mecánicas, la suciedad
y los frecuentes cambios de posición no favorecen el uso de
códigos de barras, por ejemplo. El éxito de las mejoras de la
tecnología del sistema RFID en los últimos años ha hecho que
sea posible su aplicación en la construcción.
Aquí es exactamente donde encajan los productos desarrollados
por harting para la tecnología de sistemas RFDI. Los transpondedores están diseñados para ser utilizados directamente
sobre superficies metálicas y contenedores llenos de líquido,
y el lector adecuado para IP65 incorpora distintas conexiones
para uso estacionario y móvil.
Cooperación
En este proyecto de investigación, el Instituto de Gestión de
la Construcción de la Universidad Técnica de Dresde persigue
el objetivo de conseguir un acceso descentralizado a la infor-
mación mediante la utilización de componentes “inteligentes”
(como paredes de hormigón armado, piezas prefabricadas o elementos de mampostería). El Instituto de Gestión de la Construcción de la Universidad Técnica de Dresde ha invitado a harting
a colaborar en el nuevo proyecto de investigación.
El objetivo de la primera fase del proyecto “Tecnología RFID en
la construcción”, que cuenta con la aprobación del Ministerio
Federal de la Construcción alemán y en el que el fabricante de
encofrados Hünnebeck también participa junto a harting, es
determinar las ventajas que se pueden esperar de cada una de
las fases del ciclo vital (planificación de estructuras, fabricación
de estructuras, funcionamiento y mantenimiento, así como el
cambio de uso, la modernización y la reconstrucción, hasta la
demolición del edificio).
Una de las ideas esenciales del proyecto es el desarrollo de las
condiciones básicas para el uso de la tecnología RFDI en piezas
estructurales y la definición de las necesidades de hardware y
de software. Estas investigaciones se llevarán a cabo especialmente en la fase de fabricación de encofrados, ya que se espera
que durante esta fase se planteen las mayores exigencias en
relación con el sistema global. Las investigaciones se llevarán
a cabo con los sistemas de lectura y transpondedores suministrados por harting e instalados en piezas estructurales de
referencia de Hünnebeck. Los sistemas de lectura y los transpondedores deben demostrar su idoneidad para el uso en las
obras de referencia.
25
tec.News 15: Microcosmos
Control de acceso
Cuando el acceso de vehículos de construcción se registra automáticamente, los jefes de obra tienen siempre información
actualizada sobre el tipo y la cantidad de materiales que hay en
la obra. El uso de las llamadas “puertas de lector” convierte en
obsoleto el costoso control manual de los vehículos de suministro. Esto se relaciona especialmente con los elevados costes de
la carga y descarga de grandes elementos de encofrado.
Seguridad gracias al control basado en RFID
Según las estadísticas de accidentes laborales, el 71% de todos
los accidentes en andamios se pueden atribuir a los propios
componentes, ya que los tablones de los andamios causan más
del 34% de los accidentes (motivos: abrasión, daños u obsolescencia). Mediante el registro automático del ciclo de vida de un
elemento se puede mejorar y documentar de manera fiable la
gestión del mantenimiento.
Aplicaciones y posibilidades de optimización
Levantar una estructura es un proceso único de extraordinaria
complejidad. Muchos de los procesos optimizados del sector de
los materiales de construcción estacionaria aparecen de nuevo
en forma similar durante la fase de construcción. A continuación se muestran algunos ejemplos de aplicaciones y sus posibilidades de optimización.
Utilización de RFID en la secuencia de
construcción
Las investigaciones realizadas por los científicos en el campo de
los estudios de la mano de obra en el sector de la construcción
han mostrado que entre el 30 y el 50% del tiempo de puesta
en marcha de un proyecto es improductivo y se utiliza para
actividades como la búsqueda, identificación, desplazamiento o
transferencia de material. Las cantidades reales de materiales
de construcción que se mantienen en reserva también difieren
considerablemente de las cantidades calculadas. Al marcar
las piezas y materiales con transpondedores RFID, la zona
de almacenamiento se puede utilizar de forma óptima y el
flujo de materiales se puede mejorar notablemente.
El nuevo sistema lector RF800 de HARTING para todas las aplicaciones RFID se ajusta a IP65, y es adecuado para su uso en el sector de la construcción.
26
harting tec.News 15 (2007)
nal en el sector de la construcción. Al demostrar que, teniendo
en cuenta varias condiciones básicas, esta tecnología también
puede utilizarse para los elementos de encofrado y andamiaje, las posibilidades de optimización se abren para todos los
interesados. Los requisitos de hardware y software definidos
en la situación actual están permitiendo a harting desarrollar
productos RFID idóneos para su utilización generalizada en el
sector de la construcción.
Incrustación de un transpondedor RFID en el llamado cemento de mezcla en
obra. A pesar del refuerzo cuádruple, todavía se puede leer el transpondedor.
Documentación completa
La documentación completa y exhaustiva de las estructuras es
cada vez más importante. En el pasado se observó que la gran
cantidad de información y las distintas interfaces conllevaban
la pérdida de información importante. El uso de la tecnología
RFID permite el registro de los ciclos vitales sin pérdida de
información, lo que a su vez hace posible mejorar la calidad y
exhaustividad de la certificación. Esto requiere productos RFID
duraderos con una vida prevista de más de 30 años. Las posibilidades de optimización que se indican aquí contribuyen directa
o indirectamente a mejorar los costes, los plazos, la calidad y la
seguridad laboral en la construcción.
El rendimiento de las inversiones como fuerza
impulsora inherente de la tecnología
Uno de los puntos esenciales de la investigación es la rentabilidad de un sistema de este tipo. El uso de la tecnología RFID está
estrechamente vinculado a la cuestión del “rendimiento de las
inversiones”. Las investigaciones ilustran lo que los sectores de
las mercancías y la logística llevan años diciendo: que un sistema individual utilizado sólo por una de las partes implicadas es
muy poco rentable. Dado que hay un gran número de empresas
diferentes implicadas, especialmente en la fase de construcción,
es obvio que resultaría más eficiente y rentable un sistema estandarizado que puedan utilizar todas las partes para optimizar
los procesos comerciales individuales. Con el uso de protocolos
de comunicación estandarizados como TCP\IP, harting ya se
está centrando en una tecnología de futuro para la comunicación integral de sistemas entre todas las partes implicadas.
Por lo tanto, la utilización de RFID en la construcción podría
mejorar de forma decisiva la capacidad competitiva internacio-
RFID con harting: ahora y en el futuro
El uso de la tecnología RFID está optimizando los procesos en
el control de existencias, la gestión de productos y la fabricación industrial. El grupo tecnológico harting ha demostrado
su competencia en el campo de la microtecnología. harting
ganó el codiciado premio Hermes en 2006 por el transpondedor RFID UHF pasivo de reciente desarrollo. Los sistemas
lectores integrales permiten la comunicación fluida entre los
transpondedores y los distintos sistemas de control en uso.
Como ilustra el proyecto, éstos también se pueden utilizar con
éxito en el sector de la construcción.
En este momento, estos sistemas sólo se utilizan selectivamente en la construcción. Por ejemplo, las grandes máquinas
de movimiento de tierras están equipadas con RFID para simplificar la verificación técnica de la máquina, para realizar
en línea la gestión de errores, averías y funcionamiento incorrecto y para registrar automáticamente la documentación
completa del ciclo vital de una máquina. La utilización de
RFID enfocada a la optimización del proceso global de “producción de la estructura” todavía no es una realidad en el
momento presente.
Prof. Dr.-Ing. Peter Jehle
Technische Universität Dresden
Institute of Construction Management
Chair of Construction Methods
Stefan Seyffert
Technische Universität Dresden
Institute of Construction Management
DETLEF TENHAGEN
Manager Market & Technology Development
Division Industrial Communication and Power Networks
harting Technology Group
[email protected]
27
tec.News 15: Microcosmos
Jörg Hehlgans
Seguimiento del ciclo de vida del producto
Placa identificativa electrónica con RFID para un almacenamiento óptimo de datos
En muchos sectores industriales, y en edificios públicos como los hospitales, hay una gran variedad de objetos o equipos que
se someten a un cuidadoso examen y deben controlarse continuamente.Dichos objetos y equipos tienen que satisfacer las
demandas y cumplir los requisitos que se les exigen en todo momento. Por ejemplo, en el sector de la alimentación humana
y animal los contenedores de acero inoxidable se limpian con regularidad para cumplir los exigentes niveles de higiene
impuestos por la normativa europea para la protección de personas y animales. Sólo si los datos se almacenan y actualizan
de forma continua es posible demostrar que los contenedores se han limpiado después de cada uso según las normas, consiguiéndose así un alto nivel de seguridad en el proceso. Por ejemplo, una bomba de agentes de limpieza que transporte líquidos
a alta presión y altas temperaturas estará sujeta a la normativa de higiene, y también tiene que someterse regularmente a
un mantenimiento preventivo para evitar períodos de inactividad (Fig. 1).
RFID: una solución eficaz
¿Como puede documentarse el ciclo vital de los productos y procesos de forma eficaz y económica? El grupo tecnológico
harting e Intellion AG emplean tecnologías informáticas de última generación en su más reciente innovación: un sistema de integración basado en
software para componentes RFID.
En los productos industriales se instala un transpondedor grabable
(chip de datos) para el software
de ciclo vital. Utilizando un lector/grabador móvil, los datos
del producto se pueden leer,
actualizar y guardar de
forma rápida y fiable. El
transpondedor RFID de
harting almacena una
gran variedad de información, como datos del
fabricante y del producto, además de información sobre el programa
de mantenimiento. Se utiliza un terminal manual
para almacenar y leer la
información, y también
para transferir los datos a la
base de datos. El software de
ciclo vital de Intellion organiza
28
harting tec.News 15 (2007)
Fig. 1: Bomba con placa identificativa electrónica
Fig. 2: Placa identificativa electrónica sobre una caja negra
la preparación de datos, la evaluación y la documentación del
historial del producto.
baciones para garantizar que se están siguiendo los procesos
definidos, la tecnología RFID también aumenta la seguridad
de los procesos y hace posible demostrar procesos certificados
en áreas importantes para la seguridad (p. ej., en los sectores
químico o farmacéutico).
Ejemplo DEL CICLO DE VIDA de un producto
El ciclo vital de un producto comienza en la prefabricación
y continúa hasta el reciclaje (Fig. 4). El usuario del software
de ciclo vital decide cuándo realizar el control de los datos.
Normalmente, en primer lugar harting e Intellion llevan a
cabo un análisis y diseño del proceso para garantizar
un uso económico y compatible con el sector. Esto
implica la creación de un modelo de datos al que
posteriormente se adapta el software. Al mismo tiempo, la plataforma de software tiene
interconexiones abiertas con los sistemas
ERP actuales (ERP = enterprise resource
planning, planificación de recursos de la
empresa) para garantizar una integración impecable con los procesos comerciales del usuario. Una vez dados estos
pasos, se procede inmediatamente a la
implantación e integración del sistema, que generalmente se dividen en
varias fases de proyecto.
El sistema se utiliza fundamentalmente en producción, logística y,
sobre todo, en servicio postventa, ya
que ofrece interesantes posibilidades
de ahorro en áreas como la gestión de
piezas de recambio, el mantenimiento y
la reparación, así como la garantía. Como
simultáneamente se llevan a cabo compro-
El ganador vigente del premio Hermes
Para atender a las distintas aplicaciones y ciclos de procesos,
harting ofrece una gran variedad de transpondedores RFID.
En especial la versión “HARfid TP 86 (HT)” se puede utilizar
en lugar de una placa identificativa convencional. Entre las
características innovadoras del producto, que le hicieron ganar
el premio Hermes 2006, están el diseño plano, una carcasa
herméticamente cerrada, la alta resistencia a las temperaturas
y la resistencia del soporte de almacenamiento (Fig. 2). El trans-
Fig. 3: Forma “RS” como placa identificativa en un ventilador
29
tec.News 15: Microcosmos
Ciclo vital del producto
Producción
logística
Instalación,
montaje, puesta
en servicio
mantenimiento y
reparación
mejora,
reacondicionamiento,
actualización
retroactiva
Eliminación,
reciclaje
procesos de asistencia
gestión de piezas de recambio
gestión de contratos, contratos de servicio
análisis y optimización de operaciones
tratamiento de las excepciones
gestión de quejas y problemas
retirada
procedimiento de garantía, garantía
Fig. 4: Ciclo de vida general del producto
pondedor se puede pegar, remachar o atornillar al producto
acabado (Fig. 2). Este punto del ciclo vital del producto se conoce como el “lanzamiento”, y en él se le asigna al producto un
medio de identificación electrónico y más datos de referencia
específicos del producto. Durante el ciclo vital posterior del
producto se puede almacenar y leer información nueva basada
en acontecimientos (Fig. 4).
Como el producto puede cambiar de manos varias veces a lo largo de la ruta de distribución desde el fabricante al usuario, no
es recomendable que cualquiera tenga acceso a los datos sensibles y pueda modificarlos. Por eso, el software incorpora un
control de acceso con varios niveles de usuario y contraseñas
para impedir usos indebidos, como por ejemplo la escritura o
borrado de datos sin autorización. Además, los datos se pueden
cifrar para que cierta información sólo pueda ser leída por un
grupo de personas predeterminado.
Evitar el uso indebido
Otro uso muy ventajoso del software de ciclo vital es la identificación: mediante la comparación entre la memoria de datos
central y la información descentralizada de la placa identificativa electrónica, el técnico de servicio puede determinar in situ
30
si se han llevado a cabo todos los procesos de forma correcta.
Además, las comprobaciones de verosimilitud se pueden almacenar en la herramienta de software, lo que servirá de ayuda
para revelar manipulaciones incorrectas o generar mensajes
sobre productos registrados robados
Resumen
Los fabricantes y usuarios de productos de alta calidad pueden
usar placas identificativas electrónicas y software de ciclo vital
para beneficiarse de una mayor transparencia en los procesos.
También es posible reducir costes en el sector de postventa o
evitar gastos por garantía.
JÖRG HEHLGANS
Head of Marketing and Sales, Mitronics
harting Technology Group
[email protected]
harting tec.News 15 (2007)
tec.News 15: Microcosmos
Dr. Daniel Häfliger
Sensor de amplio rango
de corrientes basado en
encapsulado 3D-MID compacto
La creciente demanda de control y verificación de la energía impulsa el desarrollo
de sistemas sensores de corriente inteligentes de bajo coste. Este novedoso sensor
que se presenta aquí integra un chip sensor de Hall y una línea de corriente en un
solo dispositivo compacto de interconexión moldeado en 3D (3D-MID).
En contraste con una derivación convencional (caída de tensión a través de una
resistencia en serie), el sensor de Hall mide la corriente eléctrica por medio de su
campo magnético. Este principio mantiene una separación galvánica segura entre
el sensor y las líneas de corriente, lo que protege el sensor de los daños debidos a
la sobretensión. Así el sensor puede detectar fallos en las líneas de corriente sin
quedar destruido. Un diseño modular permite el ajuste flexible del sensor a una
gama de corriente específica. El sensor está diseñado para la tecnología de montaje
en superficie, ofreciendo una integración flexible en una amplia gama de circuitos
industriales sobre placas de circuito impreso (PCB). Esta distribución combina un
espacio pequeño para alta densidad de encapsulado con una separación galvánica
adecuada entre el sensor y las líneas de corriente, una necesidad muy demandada
en aplicaciones como el control de motores.
31
tec.News 15: Microcosmos
5 mm
Fig. 1: Sensor de corriente montado en una placa de evaluación. El sensor está
equipado con conductores para 7,5 A. La huella del sensor es de 37 mm2.
El MID permite la multifuncionalidad sobre un
único sustrato.
En los últimos años, 3D-MID evolucionó hasta convertirse en
una tecnología con reconocimiento general para la creación
de circuitos de tres dimensiones. El MID consiste en un sustrato termoplástico moldeado por inyección sobre el que se
extienden cables eléctricos mediante un proceso de metalización selectiva. Los cables eléctricos se definen por escritura
directa con láser sobre el cuerpo de polímero moldeado. Las
áreas expuestas a la radiación láser se vuelven químicamente
activas y permiten la deposición de una multicapa metálica de
cobre, níquel y oro por galvanización sin electricidad. Durante
el procesamiento con láser el sustrato de polímero se fija sobre
un soporte basculante que permite la estructuración totalmente tridimensional por las esquinas del cuerpo de polímero.
El grupo tecnológico harting ha ido adquiriendo profundos
conocimientos sobre el procesamiento de 3D-MID a lo largo
de varios años. Esta tecnología ya se ha aplicado con éxito en
sensores de presión adaptables y transpondedores de identificación de radiofrecuencia (RFID). Por lo tanto, harting ofrece
la garantía de un colaborador plenamente competente para el
desarrollo de distintos productos de sensores MID.
–aloja un chip sensor de Hall semiconductor con circuitos de
programación integrados (modelo CSA-1V de Sentron Melexis
AG, Zug, Suiza);
–garantiza el apantallamiento eléctrico del chip sensor;
–conecta el chip sensor a la PCB del cliente mediante pads de
soldadura;
–ofrece pads de calibración para la programación del chip sensor;
–soporta las líneas de corriente;
–garantiza la separación galvánica del sensor y las líneas de
corriente.
El chip sensor de Hall está pegado directamente a la base de
polímero. Los contactos eléctricos del chip sensor están conectados por uniones de hilo de aluminio a los cables metálicos
del MID. El apantallamiento eléctrico está integrado en la metalización detrás del chip sensor de Hall. Pero los tres pads de
programación redondos pueden verse claramente cerca del chip
sensor. Se pueden utilizar para calibrar el chip sensor después
de montarlo sobre el cuerpo de polímero.
10 mm
8.6 mm
5 mm
La figura 1 muestra una imagen de una pieza MID moldeada y
metalizada que se utiliza en el sensor de corriente. El sustrato
combina múltiples funciones en un espacio reducido:
Fig. 2: Concepto para sensor de corriente de segunda generación.
32
harting tec.News 15 (2007)
Parámetro
Símbolo
Mín.
Típ.
Máx.
Unidad
Observaciones
Sensibilidad
magnética
Sm
270
300
330
V/T
T = 25 °C
Sensibilidad
S
70
90
100
mV/A
T = 25 °C
Ruido
Vn
-
0.3
-
mV
pico a pico, T = 25 °C
Tensión de equilibrio
Voff
-5
0
5
mV
calibrado, T = 25 °C
Error máximo
E
-
0.6
0.9
%
escala completa
Ip=1.6 V, T = 25 °C
Tiempo de respuesta
tR
-
1
6
μs
T = 25 °C
Tabla 1: Datos técnicos de los textos preliminares
Pequeño tamaño, gran versatilidad
Las líneas de corriente se fijan y se alinean sobre el cuerpo de
polímero mediante ranuras en el sustrato a los lados derecho e
izquierdo del chip sensor. Esta configuración totalmente tridimensional del sensor permite el enrollamiento de las líneas de
corriente alrededor del sensor de Hall. La figura 1 muestra el
prototipo de sensor de corriente montado sobre una PCB equipado con tres líneas de corriente en U. El cuerpo del MID y las
líneas de corriente están conectados a la PCB por soldadura de
estaño sin plomo. El cableado de la PCB conecta los conductores
en U en serie de modo que forman una estructura parecida a
una bobina. Esta configuración expone el chip sensor del cuerpo del MID a la misma corriente varias veces, incrementándose
así la interacción de campo magnético con el sensor. La base
del MID centra el chip sensor en el medio de la estructura de
conductores similar a una bobina, donde el campo magnético es más intenso. Tanto la distribución tridimensional de las
líneas de corriente como el preciso posicionamiento del chip
sensor de Hall permiten la máxima sensibilidad del sensor.
Además, el campo electromagnético alrededor de las líneas de
corriente similares a una bobina disminuye rápidamente con
el aumento de la distancia con respecto al sensor. Este hecho
es inherente a todas las bobinas y, en el caso del sensor, reduce
las interferencias entre múltiples dispositivos y permite, por
ejemplo, las mediciones de corriente trifásica en espacios cerrados. La configuración modular conductor/base permite el
ajuste sencillo del sensor a una gama de corriente específica.
Las corrientes mayores normalmente requieren un aumento
de la sección transversal de las líneas. Por lo tanto, al instalar
conductores de diferentes secciones transversales en la misma
base se pueden aplicar sensores personalizados.
Un sistema de sensores competitivo
El sensor funciona con una fuente de alimentación de 5 V fácilmente disponible. Debido a la alta linealidad del sensor de
Hall, el dispositivo puede hacerse funcionar en modo de bucle
abierto con un ahorro de energía considerable (varios cientos de
mW) en comparación con los sensores de corriente basados en
el principio de medición magnetorresistiva. La tabla 1 resume
el rendimiento del sensor determinado a partir de las pruebas
preliminares. Se determinó un error de medición máximo del
0,6% a escala completa (FS = 1,6). El chip sensor demostró no
estar afectado por los impulsos de tensión (600 V a 5 Hz, 50 Hz
y 500 Hz) aplicados al circuito primario, dando pruebas de un
apantallamiento del campo eléctrico efectivo. El apantallamiento del campo magnético puede realizarse cubriendo el sensor
con una pequeña caja de mu-metal. El rendimiento mostrado
por el prototipo es excelente en comparación con otros sistemas
sensores de corriente del mercado.
Amplia gama de aplicaciones
Las aplicaciones del sensor de corriente van desde la gestión
de la potencia en redes a la detección de fallos en interruptores
de seguridad. El tamaño reducido y el bajo consumo de energía permiten específicamente una fácil integración en sistemas
portátiles y móviles. La figura 2 muestra un prototipo de segunda generación con mayor conformidad con el montaje de PCB
automatizado. Este prototipo ofrece una aplicación eficiente a
alto volumen.
El sensor de corriente de harting cubre un hueco entre los
dispositivos de gran tamaño y alta precisión y los sistemas
pequeños pero menos precisos. Los sistemas de alta precisión no ofrecen normalmente un nivel alto de integración. El
3D-MID es un dispositivo altamente integrado con un alto nivel
de rendimiento.
DR. daniel Häfliger
Project Manager, Mitronics
harting Technology Group
[email protected]
33
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Roger Danielsson & Dr. Andreas Starke
Enganche automático
en el nuevo tren “Pendolino”
Cada vez con más frecuencia los vagones de tren se montan en unidades con enganches automáticos, especialmente en el
caso de la llamada unidad eléctrica móvil (EMU). Estos enganches automáticos tienen dos funciones: realizar los enganches
mecánicos y establecer todas las conexiones eléctricas.
Especialmente en el caso de los trenes de alta velocidad, estos
enganches automáticos están escondidos detrás de una cubierta
accionada hidráulicamente con dinámica de fluidos optimizada
si la sección del tren correspondiente es la parte delantera. Tanto la cubierta como el enganche se pueden accionar a distancia
desde la cabina del conductor con sólo pulsar un botón. El texto
que sigue presenta un enganche de tren automático como el
que se utiliza en la nueva generación de “Pendolinos”.
Función mecánica
En el nuevo Pendolino se emplea un enganche Dellner de tipo
pestillo con amortiguador integrado Con una longitud total de
1,7 m aprox., el recorrido del amortiguador es de unos 20 cm.
Hay dos cabezales para las conexiones eléctricas, una a cada
lado del dispositivo de enganche mecánico. A los lados derecho
e izquierdo hay 2 x 98 contactos detrás de una cubierta que
los protege de las salpicaduras de agua y que se abre y cierra
automáticamente durante el procedimiento de enganche. 66 de
estos contactos son para conectar las líneas del sistema de bus
del tren. La conexión es totalmente compatible con los sistemas
instalados hasta la fecha por la empresa italiana TrenItalia.
Algunas propiedades especiales, como el centrado automático, se añadieron a
petición del usuario
ita-
34
liano. Este mecanismo de centrado se puede desactivar sin
herramientas; por ejemplo, con fines de mantenimiento o en
posiciones oblicuas. Se utiliza una combinación de accionadores eléctricos e hidráulicos para abrir y cerrar la cubierta delantera. Este mecanismo está conectado al
proceso de enganche o estos procesos están
vinculados entre sí. El cierre accidental
de la cubierta no es posible cuando
está en posición de enganche.
En caso de una pérdida de
potencia o avería del
sistema hidráulico,
la totalidad del
mecanismo
se puede
manejar
manualmente.
harting tec.News 15 (2007)
35
tec.News 15: El mundo de la tecnología
accidente, los cabezales de enganche se cortarán y una unidad
de deformación posterior actuaría con el sistema amortiguador
delantero de Alstom. Los enganches automáticos deben considerarse una sola unidad que está integrada con el tren y que
puede absorber la energía de un impacto de hasta 1 MJ. Esto
corresponde a la energía cinética de un vagón de pasajeros
con un peso total de 1,5 toneladas a una velocidad de unos
130 km/h.
El nuevo “Pendolino”.
Desde: Alstom Transport
Seguridad y fiabilidad
Los impactos que se producen en los procesos de enganche
durante el funcionamiento normal son absorbidos por la combinación de un amortiguador de gas-hidráulico y un anillo de
pistón. El diseño del sistema permite una función de absorción
de energía para futuras necesidades de seguridad. En caso de
Además de la seguridad que ofrece este sistema a los pasajeros, deben tenerse en cuenta los breves tiempos de parada y
reparación en caso de accidente. La gestión de la absorción de
energía en el área del enganche está en constante evolución. Por
ejemplo, se realizaron pruebas de impactos con el Pendolino a
velocidades de hasta 70 km/h. El tren ha sido aprobado para
su uso en Alemania, Italia y Suiza de acuerdo con la directiva
europea de trenes de alta velocidad (TSI 96/48/EC).
Interfaz eléctrica con requisitos complejos
La conexión de las líneas eléctricas que pasan sobre el enganche (instalada bajo el suelo del tren y también un elemento crítico del sistema) se realiza con conectores
harting adecuados para el uso ferroviario.
Ejemplo: Para mantener en el nivel más
bajo posible la caída de tensión y la pérdida de conducción en varias conexiones a
lo largo del tren, la resistencia óhmica de
los contactos a través de un solo punto de
contacto debe ser lo más baja posible. La
diferencia entre un valor de 2,5 ohmios y
uno de sólo 0,5 ohmios en la resistencia de
este único contacto se puede apreciar claramente en las aplicaciones. Deben tenerse
en cuenta muchos otros matices técnicos
que se definen en las normas industriales.
Por ejemplo, IEC 60352-2 contiene especificaciones para los contactos de engaste y
EN 61984 define los requisitos generales
de seguridad para los conectores.
No existe una norma
internacional uniforme.
No hay una norma internacional válida
para los conectores en el sector ferroviario.
La única norma que cubre este campo de
Acoplador ferroviario automático.
36
Desde: Dellner
harting tec.News 15 (2007)
Conectores para las conexiones en los laterales del tren
aplicación y tiene en cuenta los requisitos más exigentes de los
vehículos ferroviarios es la francesa NFF 61030. Los conectores
utilizados en el Pendolino cumplen los requisitos especificados
en NFF 61030. Los principales datos técnicos son los siguientes: máxima resistencia del contacto, máxima resistencia de
la conexión de engaste, estabilidad mecánica de la conexión
de engaste, fuerzas de retención de los contactos en uso con
aislante, resistencia a los líquidos agresivos y, especialmente,
definición de las separaciones y distancias de “creepage”. La
manipulación y sustitución de los conectores debe ser rápida
y sencilla.
Este requisito a veces entra en conflicto con los requisitos del
más alto nivel de seguridad y protección frente a las influencias
del entorno. Los conectores de la interfaz deben soportar influencias meteorológicas extremas como el agua salada, el calor
o el frío, y por lo tanto el material utilizado para los conectores
es la misma aleación elegida para la fabricación del bastidor del
vehículo. Es importante señalar que las alteraciones causadas
por el propio sistema deben tenerse en cuenta al elegir el diseño y los componentes adecuados. Esto hace referencia a las
vibraciones y golpes, así como a los campos de interferencias
magnéticas. La norma NFF 61030 también contiene mayores
requisitos en esta área que sus equivalentes en las normas
industriales habituales.
El Pendolino está equipado con conectores IP68 con cierre atornillado y un total de 2 x 110 contactos. Las líneas conectadas
tienen secciones transversales de 0,5 mm2 a 4 mm2. Para garantizar la mínima resistencia de los contactos a lo largo de
muchos años de uso, en los conectores se utilizan contactos
de engaste con la superficie dorada. Cuando el dispositivo es
nuevo, la resistencia de los contactos no es inferior a la de los
contactos plateados, pero el dorado consigue una mayor estabilidad a largo plazo.
Los procesos que subyacen a los sistemas y componentes están
desempeñando un papel cada vez más importante en el sector
ferroviario moderno. En la actualidad, que un componente o
dispositivo electrónico cumpla con la norma EN50155 ya no es
suficiente. La trazabilidad y el control de calidad del proceso
de fabricación pueden significar la diferencia entre la vida y la
muerte de los pasajeros. Para estandarizar estos procesos del
sector ferroviario a nivel internacional y superar los requisitos
de ISO 9001 se creó la norma “International Railway Industry
Standard” (IRIS) a finales de 2005, a iniciativa de los principales fabricantes europeos. En abril de 2006, harting fue el
primer proveedor de componentes del mundo en adherirse a
esta norma.
roger danielsson
Sales Manager
Dellner Couplers AB
Falun, Sweden
DR. ANDREAS STARKE
Market Manager Transportation, Electric
harting Technology Group
[email protected]
37
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Sam Chen, Liang Wang & Kevin Qi
Mantener el metro en movimiento
Los conectores harting permiten la instalación de sistemas motores lineales en China
La economía China está en auge, la población de las ciudades aumenta vertiginosamente y las calles están congestionadas
por un creciente número de automóviles. Cada vez más chinos están descubriendo las ventajas de los servicios de un ferrocarril metropolitano rápido y fiable como medio para llegar a tiempo a su destino. Más de 20 líneas de metro diferentes
que se extienden hasta un total de 2.000 kilómetros se están desarrollando actualmente en casi una docena de ciudades
importantes como Pekín, Shangai, Guanghzou y Nanking. Con su avanzada tecnología y sus productos de calidad, harting
desempeña un papel crucial en el mercado del transporte. Un ejemplo fue su participación en el proyecto “CSR Sifang Linear
Motor Transit”.
CSR Sifang Locomotive & Rolling Stock Co. Ltd., una de las
principales empresas constructoras de locomotoras y material
rodante de China, fue la adjudicataria del contrato para suministrar material rodante para las líneas de metro 4 y 5 de
Guangzhou, y desde la primavera de 2006 la empresa ha entregado 75 trenes compuestos por 300 vehículos que incorporan
tecnología de motores lineales avanzada. Las pruebas de los
dos primeros trenes comenzaron a finales de 2005 en la propia
vía de pruebas de CSR en Quingdao. Con este hito, China se ha
convertido en el tercer país del mundo que desarrolla y fabrica
sistemas de metro con motor lineal.
El tren con una diferencia
CSR Sifang es el principal contratista del proyecto del metro,
con responsabilidades de diseño y producción. Cada tren mide
71 metros de largo, 2,8 metros de ancho y 3,3 metros de alto y
se compone de cuatro vagones con sus propios sistemas motores. La velocidad máxima alcanza los 90 km/h. Las características especiales de este sistema de motor lineal de metro son
las siguientes:
–Principio motor: Para impulsar los vagones, los motores lineales utilizan fuerzas generadas por los efectos electromagné-
38
ticos entre el motor y una placa Faraday situada en el centro
de la vía. Esta fuerza motora no está limitada por la fricción
entre la rueda y el raíl. En consecuencia, los trenes con motores lineales pueden subir pendientes más pronunciadas
(máximo del 70 ‰ en comparación con el 33 ‰ de los trenes
convencionales).
–Capacidad de giro: Gracias al diseño de los bogies, estos trenes también son capaces de superar curvas cerradas (radio de
giro de 60 m), lo que permite un mayor número de opciones
a la hora de decidir la ruta del metro y evita el enorme coste
de reformar los túneles existentes y tender nuevos cables.
–Emisiones de ruido: Como el método de propulsión no depende de la fricción entre la rueda y el rail, el metro de motor
lineal es mucho más silencioso que los trenes convencionales.
Además, las puertas accionadas por pistones proporcionan un
sellado hermético excelente, que también reduce los ruidos
molestos en el interior de los vagones.
–Margen de altura: la escasa altura de los trenes, de sólo
3,3 metros, reduce el diámetro de túnel necesario, con lo que
también disminuye el coste de la perforación de túneles.
harting tec.News 15 (2007)
Las primeras líneas de metro en Guangzhou
Gracias a estas características especiales, los trenes con motor
lineal son ideales para los sistemas ferroviarios de áreas metropolitanas. Esta tecnología ya se ha utilizado de forma intensiva
en los sistemas de metro de Kobe y Osaka en Japón.
En Guangzhou, las rutas 4 y 5 son las primeras líneas de metro
que aprovechan la tecnología de los motores lineales. La longitud total de las líneas 4 y 5 alcanza los 110 km. Estas líneas
mejoran el enlace entre Guangzhu y la región del delta del río
de las Perlas, que desempeña un papel importante en la floreciente economía de Guangzhou. Las líneas 4 y 5 también se han
desarrollado teniendo en cuenta los XVI Juegos Asiáticos que
organizará China en Guangzhou en 2010. La línea 4 se terminó
en la primavera de 2006.
Énfasis en la fiabilidad
La fiabilidad de este nuevo avance era esencial para el futuro
de CSR Sifang. La aplicación con éxito del proyecto que incorpora esta nueva tecnología será de enorme importancia para
garantizar futuros pedidos. Por este motivo CRS Sifang buscó
colaboradores competentes con la experiencia adecuada. La
elección de los productos apropiados para las aplicaciones previstas era una cuestión de vital importancia. En otras palabras,
era necesario escoger productos que garantizaran la fiabilidad
que se esperaba de los trenes.
En este proyecto se utilizaron los siguientes conectores eléctricos y electrónicos de harting:
–Conectores Han® K 3/2, bases especiales HPR 24B: Se utilizan
para fuentes de alimentación extendidas. Las conexiones se
realizan con la ayuda de un terminal de tornillo axial.
–Conectores modulares Han®, bases especiales HPR 24B: Estos
productos se utilizan en circuitos de alimentación, baterías y
conexión a tierra, además del control de tráfico automático y
las señales del sistema de vigilancia por vídeo. Las conexiones se realizan con la ayuda de terminales de tornillo axial
y engastes.
–Conectores Han® HC 650, bases especiales HPR 24B: Estos
elementos se utilizan en el raíl conductor de 1500 V. Las conexiones se realizan con la ayuda de un terminal de tornillo
axial.
–Conectores Quintax, bases especiales HPR 6B: Proporcionan
la alimentación a las antenas receptoras. En este caso las
conexiones son engastadas.
–Conectores Han® Q 5/0, bases especiales HPR 3A: Estos productos se instalan en conjunción con sensores. Las conexiones son también engastadas.
La razón por la que CSR Sifang escogió los conectores harting
fue porque estos productos de calidad ya se han probado ampliamente en aplicaciones para vehículos ferroviarios. Además,
a la hora de elegir productos adecuados para funciones específicas, CSR Sifang pudo beneficiarse de los conocimientos técnicos
y la experiencia internacional de harting.
SAM CHEN
Market Manager, Transportation, China
harting Technology Group
[email protected]
LIANG WANG
Regional Sales Manager, North Industrial, China
harting Technology Group
[email protected]
KEVIN QI
Sales Manager, Shandong Province Industrial, China
harting Technology Group
[email protected]
39
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Dirk Peter Post & Dr. Andreas Starke
Más comodidad para los
pasajeros del ferrocarril
Características de Han® M12 a engaste para
los sistemas de información para pasajeros
Las aplicaciones en vehículos ferroviarios suponen la transferencia de grandes cantidades de datos por medios electrónicos. A grandes rasgos se puede hacer una distinción entre
tres categorías principales. En primer lugar están las señales
de control y de relé que son necesarias para el funcionamiento del tren, en funciones como la aceleración, el frenado, la
apertura de puertas, etc., que con frecuencia están relacionadas con la seguridad. La segunda categoría comprende las
señales que transmiten información para los pasajeros, por
ejemplo la visualización del destino del tren, los mensajes del
sistema de megafonía y posiblemente la vigilancia por vídeo
a distancia. El tercer grupo de funciones está dedicado a la
comodidad de los pasajeros, incluidos el entretenimiento con
vídeos y el acceso a Internet, por ejemplo.
A medida que se desarrollaba la ingeniería ferroviaria con los
años, estas áreas de la tecnología han ido evolucionando. En
realidad la tercera categoría, la comodidad de los pasajeros,
sólo se ha establecido en el entorno de los vehículos ferroviarios
recientemente. Cada una de estas áreas está marcada por el
continuo desarrollo tecnológico. En los primeros días del ferrocarril los frenos se accionaban mecánicamente a mano, pero
la avanzada tecnología actual utiliza un sistema de control de
aire comprimido totalmente electrónico. Los últimos avances
apuntan incluso al diseño de trenes sin frenos, con un motor
de impulsión que cambie entre el modo de avance y frenado
dependiendo de cada situación.
En cuanto a las conexiones eléctricas, es evidente que hay una
tendencia en cada una de estas tres áreas hacia unas velocida-
40
harting tec.News 15 (2007)
des más altas de transmisión de datos, cables más finos, etc.
En el desarrollo de estos avances, especialmente en el campo
de los sistemas de información para pasajeros y la vigilancia
por vídeo, Ethernet está desempeñando un papel cada vez más
importante. Aunque en la actualidad casi todos los trenes que
funcionan en Europa están equipados con sistemas analógicos
de transmisión de datos, los nuevos proyectos a la vista incorporan exclusivamente sistemas de información para pasajeros
basados en Ethernet. Los diseñadores son capaces de hacer
uso de componentes electrónicos probados (chipsets) que
funcionan igualmente bien en
un entorno de oficina.
Los componentes utilizados en el entorno ferroviario deben
también satisfacer exigencias adicionales en términos de inmunidad a las interferencias electromagnéticas y vibraciones.
Estos requisitos se describen en EN 50 155. Las soluciones
existentes que utilizan la tecnología IDC (conector con desplazamiento del aislante) no eran adecuadas, ya que sólo las
conexiones de engaste satisfarían las elevadas exigencias y
expectativas en relación con el producto. Un estudio en profundidad del mercado reveló que
no existen conectores M12 que
utilicen tecnología de engaste:
una ventaja competitiva de
harting que merece ser explotada y ampliada.
Sin embargo, las conexiones
El HARAX M12-L ofrecía las
que se emplean son muy dicaracterísticas deseadas: una
ferentes. Mientras que para
configuración atractiva y roaplicaciones de oficina puede
busta con base metálica y un
HARAX
M12-L
ser suficiente con un cable sin
diseño probado que utiliza tecapantallar con una sección
nología IDC y que ya ha consetransversal del conductor de 22 a 26 AWG, en el entorno ferro- guido un elevado grado de satisfacción de los clientes. Tomando
viario es casi siempre necesario un cable apantallado con un este modelo como punto de partida, las conexiones IDC se susticonductor de tamaño 20 AWG. En la mayoría de los casos re- tuyeron por un sistema de engaste. Como consecuencia de estos
sulta impensable un conector RJ45, ya que se necesitarían pre- cambios, el nuevo conector M12 resultó considerablemente más
cauciones de seguridad y protección adicionales. Con respecto pequeño que su predecesor con terminales IDC.
a la conexión de terminales, el engaste es la tecnología elegida.
Esta preferencia se refleja en numerosas normas. “harting de- El diseño más compacto no afectó a la comodidad de uso del
sarrolló el nuevo conector M12 con tecnología de terminación producto. El manejo es sencillo, también en el caso del conector
de engaste para cumplir los distintos requisitos y ofrecer un M12, sin necesidad de equipo especial. Las herramientas conproducto adecuado para el uso en tecnología ferroviaria”.
vencionales estándar son suficientes para engastar los contactos Sub-D. El reducido número de piezas individuales permite
Suficientemente resistente para satisfacer las
un montaje rápido y facilita la instalación.
mayores exigencias
Como se indicó anteriormente, los conectores M12 son la princi- Una mirada hacia el futuro
pal opción de conexión para sistemas de información de pasaje- En el futuro, las variantes con codificación D no serán los úniros. El lado de conexión definido en la norma IEC 60 947-5-2 se cos tipos disponibles. Ya se ha expresado un gran interés en un
adapta a un creciente número de aplicaciones. La codificación conector de potencia (hembra de 4 polos y codificación A), que
D excluye eficazmente la confusión con otros sistemas de co- a su vez podría llevar al desarrollo de una versión macho de
nexión.
4 polos y codificación A. Se ha abierto el camino para una nueva familia de productos diseñados por harting.
DIRK PETER POST
Product Manager, Electric
harting Technology Group
[email protected]
DR. ANDREAS STARKE
Market Manager Transportation, Electric
harting Technology Group
[email protected]
41
tec.News 15: Cooperación global
42
harting tec.News 15 (2007)
Peter Schäffeler & Michael Seele
Mayor fiabilidad gracias a
con:card+
Las nuevas especificaciones del grupo de fabricación de ordenadores industriales PCI (PICMG) son objeto de discusión hace algún tiempo. AdvancedTCA
y MicroTCA se desarrollaron originalmente para su uso en infraestructuras
de telecomunicaciones. El principal centro de atención era una alta eficacia
con gran flexibilidad y fiabilidad. Especialmente la fiabilidad gana cada vez
más importancia debido al creciente interés durante los últimos meses en
MicroTCA para aplicaciones industriales. El nuevo sello de calidad con:card+
ofrece a los usuarios de MicroTCA y Advanced TCA una mejora considerable
de la fiabilidad de conexión de AdvancedMC.
PICMG
PICMG es un consorcio de unas 450 empresas. Su finalidad es desarrollar arquitecturas abiertas estándar. Las ventajas para los desarrolladores de sistemas y
los usuarios son los bajos costes gracias al alto volumen de fabricación, una gran
selección de componentes de distintos fabricantes y un plazo reducido de salida
al mercado de nuevas aplicaciones.
43
tec.News 15: Cooperación global
Los tres principales
grupos de especificaciones de PICMG son:
back­planes ISA/PCI pasivas, CompactPCI estándar y ­AdvancedTCA.
AdvancedTCA (abreviado: ATCA) está dirigido a los requisitos de
máxima disponibilidad
que se presentan en
las infraestructuras de los sistemas de telecomunicaciones,
las aplicaciones carrier grade. Además de una alta velocidad
de transmisión de datos acumulada en el backplane de hasta
2,5 Tbit/s, AdvancedTCA ofrece una alta disponibilidad, un
mantenimiento sencillo y un diseño de aplicaciones flexible.
PICMG desarrolló el estándar AdvancedMC (Advanced Mezzanine Card) para hacer que el sistema sea aun más flexible. Los
módulos AdvancedMC son pequeñas tarjetas que se conectan
en paralelo a una placa portadora (en forma de una placa hija
ATCA) como aplicación intermedia. La placa portadora sólo
contiene funciones de gestión; las operaciones se realizan mediante los módulos AdvancedMC.
MicroTCA se basa en el principio de conectar los módulos
­AdvancedMC directamente en el backplane. El objetivo es desarrollar sistemas más pequeños y flexibles independientemente de las placas portadoras y ATCA. MicroTCA se dirige hacia
Módulos AdvancedMC para distintas aplicaciones
44
aplicaciones más pequeñas que no necesiten tanta potencia de
computación y en las que los costes reducidos sean un factor
clave.
Se definió un conector de límite de tarjetas para el uso de los
módulos AdvancedMC en ATCA para realizar la conexión entre
la placa portadora y los módulos. PICMG no ha definido un conector concreto, ni tampoco ha especificado huella en la placa
ni el tipo de conexión. Como la especificación permite varios
diseños del módulo AdvancedMC, se han definido cuatro tipos
diferentes de conector:
–Tipo B
(conexión de módulo de un lado con 85 contactos)
–Tipo B+
(conexión de módulo de dos lados con 170 contactos)
–Tipo AB
(dos ranuras con conexión de módulo de un lado, cada una
con 85 contactos)
–Tipo A+B+
(dos ranuras con conexión de módulo de dos lados, cada una
con 170 contactos)
Sin embargo, MicroTCA sólo ofrece una versión del conector
­AdvancedMC. A diferencia de AdvancedTCA, el módulo se
conecta directamente en el backplane, así que el conector es
recto. La especificación define tres tecnologías de conexión
para el montaje sobre la PCB: tecnología press-fit, tecnología
de montaje en superficie (SMT) y tecnología de montaje por
compresión (CMT).
La tecnología de conexión directa que
se utiliza ahora en las infraestructuras de comunicaciones anteriormente sólo se encontraba en entornos de
oficina ampliados. Pero está aumentando también el interés del sector en
MicroTCA para aplicaciones industriales. El grupo tecnológico harting
y ept GMBH & Co. KG, fabricantes de
conectores de gran prestigio, se han
dado cuenta de que aumentar la miniaturización, además del uso en entornos industriales y aplicaciones en
el exterior, conlleva ciertos riesgos
que podrían poner en peligro tanto la
harting tec.News 15 (2007)
seguridad de la conexión eléctrica a lo largo de la vida útil del
producto como la seguridad del acoplamiento. La respuesta a
la demanda de disponibilidad del sistema al 99,999% (cinco
nueves) no se puede garantizar con los actuales conceptos de
conectores de límite de tarjetas.
El sello de calidad con:card+
ept y harting cooperaron para un mayor desarrollo de los conectores AdvancedMC que ya estaban disponibles, con el fin de
mejorar drásticamente la fiabilidad de los contactos. Un objetivo
clave de esta cooperación era transferir los desafíos técnicos de
una conexión directa a una solución fiable y presentar lo antes
posible una solución técnica que cumpliera los requisitos de
los clientes. El resultado es la nueva generación de conectores
AdvancedMC, anunciados oficialmente por harting y ept en
electronica 2006 en Múnich bajo el sello de calidad “con:card+”.
Este sello de calidad describe cinco características que mejoran
notablemente la fiabilidad de la conexión.
GuideSpring
El elemento fundamental del conector con:card+ es el “Guide­
Spring”. El “Resorte de Guiado” puede incrementar la firmeza
de acoplamiento del sistema hasta un 60%. El pequeño paso
de contacto del conector AdvancedMC resulta problemático.
Debido al pequeño paso de contacto de sólo 0,75 mm, la especificación de AMC.0 exige tolerancias muy bajas en las tarjetas,
y estas tolerancias no siempre se pueden cumplir con el actual
sistema de producción en serie totalmente automatizado. Como
consecuencia, la industria de placas
de circuito está llegando a sus límites
en lo que respecta a la rentabilidad de
la producción. El conector con Guide­
Spring compensa las desviaciones de
la tolerancia de la tarjeta mediante el
posicionamiento definido. Así se facilita el funcionamiento fiable de los sistemas, incluso con tarjetas producidas
en serie de forma rentable.
El estándar AMC.0 garantiza que, en
el peor de los casos, el contacto esté al
menos parcialmente situado en el pad
dorado, algo que sin embargo no es
suficiente, ya que una sola tarjeta con
tolerancias ligeramente mayores que
las permitidas puede producir una
avería del sistema de forma inmediata o con posterioridad. La
anchura de la lengüeta de contacto del módulo AdvancedMC es
esencial. La ranura del conector estándar está diseñada para
una tarjeta con una anchura máxima. Si se inserta una tarjeta
de anchura mínima, el resultado es una holgura crítica entre
tarjeta y conector.
La ranura de los conectores con:card+ es variable. Gracias al
nuevo “GuideSpring”, el módulo AdvancedMC siempre hace
presión contra la pared opuesta del conector. Como esta pared
se desplaza algo hacia el medio, la desviación entre la posición
real y la posición óptima del módulo y del conector se reduce
hasta un 60%; un módulo de anchura nominal encaja exactamente en el medio sin desviación. Con la ayuda del “Guide­
Spring”, el contacto se sitúa casi totalmente en el pad dorado,
incluso en el peor de los casos.
El PICMG requiere una compatibilidad total con el entorno industrial y por lo tanto 200 ciclos de acoplamiento, junto con una
prueba de flujo de gas mixta conforme a las especificaciones
de Telcordia (Bellcore). Se trata de un tremendo reto para la
conexión directa. Como consecuencia, los conectores con:card+
tienen como segunda característica una superficie de contacto
muy lisa para minimizar el desgaste del pad dorado durante
el acoplamiento.
Sin embargo, debido a la tarjeta, los contactos del conector están también sometidos a un fuerte desgaste. La causa son los
Los sistemas MicroTCA pequeños se pueden construir en forma de cubo.
45
tec.News 15: Cooperación global
Sin resorte de guiado
Ancho máximo (65.1 mm)*
Ancho nominal (65.0 mm)*
Max. 0.025
Ancho mínimo (64.9 mm)*
Max. 0.075
Max. 0.125
Conector
AvancedMC
* Tamaño nominal: ancho slot del conector = 65.15 mm
Con resorte de guiado
Ancho máximo (65.1 mm)
= Holgura para la PCB
Ancho nominal (65.0 mm)
Max. 0.050
Ancho mínimo (64.9 mm)
0
Max. 0.050
El resorte de guiado aumenta la fiabilidad de la conexión hasta un 60 %.
bordes afilados del pad dorado y la textura rugosa del material
FR4 de la tarjeta. Como tercera característica de los conectores
con:card+, ept y harting utilizan una superficie de contacto
de paladio/níquel (PdNi) con acabado dorado adicional. Como
consecuencia, la resistencia al desgaste aumenta alrededor del
30% en comparación con una superficie dorada. Además, incluso con una capa muy fina, la superficie de PdNi ofrece un
recubrimiento de alta calidad y resistente a la corrosión que
cumple los exigentes requisitos de la conexión mucho mejor
que el oro puro.
Sin resorte de guiado
0.1525
pad dorado
contacto
0.2275
Con resorte de guiado
Como consecuencia de la miniaturización y de la densidad de
los contactos resultante, los conectores AdvancedMC sólo tienen un punto de contacto por pad dorado. Los sistemas de acoplamiento tradicionales con conectores macho y hembra tienen
dos puntos de contacto por contacto. Según la especificación
AMC.0, el grosor del módulo AdvancedMC puede variar entre
1,44 mm y 1,76 mm. Esto implica una amplitud de fluctuación
muy grande en comparación con el contacto-muelle de filigrana
del conector. Como cuarta característica de con:card+, harting
y ept utilizan una aleación especial para el contacto, con muy
poca relajación como material de contacto para hacer presión
contra el pad dorado con la fuerza suficiente durante toda la
vida útil. Esto es especialmente importante, ya que, en entornos
industriales duros, los requisitos de resistencia a la vibración
son muy altos.
0.100
0.175
El resorte de guiado mejora el contacto en el pad dorado.
46
Conector de potencia para MicroTCA.
harting tec.News 15 (2007)
Tecnología press-fit
Como ya se ha mencionado, se han especificado tres tecnologías de conexión diferentes para los conectores AdvancedMC,
mientras que para ATCA se puede utilizar cualquier tecnología.
Las tecnologías press-fit, SMT y CMT están compitiendo en el
mercado. Con los conectores con:card+, ept y harting utilizan
la tecnología probada press-fit. La quinta característica de con:
card+ ofrece ventajas clave en términos de estabilidad mecánica. La tecnología press-fit crea una conexión hermética, resistente a la corrosión, con ohmiaje bajo y unión mecánica entre
el contacto y el recubrimiento metálico de la PCB. Este sistema sigue siendo fiable y estable incluso en condiciones de alta
tensión mecánica y térmica como la vibración, la flexión y los
cambios frecuentes de temperatura. Las mediciones confirman
que se alcanzan con facilidad los 12,5Gbps requeridos.
Sin embargo, los componentes de gran tamaño como el conector
MicroTCA en las tecnologías SMT o CMT pueden perder el contacto y causar fallos, especialmente en las situaciones descritas.
En ingeniería eléctrica, el valor FIT (fallo en el tiempo) indica la
fiabilidad. En este sentido, la tecnología press-fit ofrece el valor
más bajo, que es de 10 a 30 veces mejor que el de la conexión
SMT. Esto tiene un efecto importante en el MTBF (tiempo medio
entre fallos) del sistema global.
El procesamiento de los conectores press-fit se puede integrar
sin problemas en el proceso de producción de los sistemas, y
por lo tanto resulta muy económico. Utilizando herramientas
press-fit es posible ajustar varios conectores al mismo tiempo
sin necesidad de procesamiento manual adicional (p. ej., apretar tornillos). A diferencia de lo que ocurre con la soldadura,
las PCB no están sometidas a esfuerzo térmico. Con las herramientas de reparación especializadas es posible sustituir los
conectores hasta tres veces, y el taladro metalizado de la PCB
sólo se deforma ligeramente durante el procedimiento de ajuste
a presión.
Producción doble
Además de la producción doble rutinaria, la idea original que
subyacía a la cooperación entre harting y ept era la producción
mecánica y eléctrica de conectores con un diseño idéntico. De
este modo son intercambiables, especialmente en relación con
la integridad de la señal. con:card+ ofrece incluso más ventajas
a los clientes gracias a la cooperación. Mediante una estudiada elección de materiales, con calidades de las superficies y
diseños que complementan a las estándar, ambas empresas
establecen un nivel de calidad claramente definido bajo el sello
de calidad con:card+.
Además de los conectores de señal para ATCA y MicroTCA, la
cooperación entre las dos empresas, que incluye el desarrollo
y el marketing, ha producido los conectores de potencia que
también se presentaron por primera vez en electronica 2006.
La producción y las ventas de ambos tipos de conectores, de
señal y de potencia, se gestionan independientemente en las
dos empresas.
PETER SCHÄFFELER
Director Product Marketing
ept GmbH & Co. KG
El conector con:card+ para ATCA y MicroTCA.
MICHAEL SEELE
Global Product Manager
Metric connectors, Electronics
harting Technology Group
[email protected]
47
tec.News 15: Normas mundiales
Toshiyuki Tanaka & Markus Gfeller
Mejora del rendimiento de los sistemas VMEbus
en Japón gracias a har-bus® 64
Para mantener el ritmo de las velocidades de transmisión de datos, cada vez más rápidas, y satisfacer rápidamente la demanda
de los clientes en el sector de los componentes electrónicos con sus cambios vertiginosos, es esencial cumplir rigurosamente
las normas y ofrecer un suministro de los productos absolutamente fiable. Donde muchos proveedores compiten entre sí, es
esencial para un fabricante demostrar que los productos que ofrece no sólo cumplen con las especificaciones de rendimiento
previas, sino que también ofrecen un incremento de velocidad y permiten actualizar los sistemas fácilmente. El conector
har-bus® 64 de harting sin duda cumple con estos requisitos.
Ampliación del VMEbus
La VME64x es una nueva norma introducida en 1994 como
ampliación de la VMEbus. Su finalidad es mejorar el rendimiento de los equipos y aumentar la velocidad de transmisión
de datos. En comparación con la actual VMEbus (Versatile Module Euroboard), que tiene un ancho de bus de datos de 32
bits, la VME64x dobla la capacidad de transmisión de datos con
64 bits.
Al igual que en el ámbito del software, donde la retrocompatibilidad es algo corriente, la nueva generación de equipos VME
está pensada para aceptar tarjetas hijas producidas por una
amplia variedad de fabricantes. Al mismo tiempo, el objetivo es
transmitir un gran número de señales en paralelo.
El concepto adoptado por la VSO (VITA Standards Organization; VITA = VMEbus Internacional Trade Association) permite
alojar tanto tiras de contactos de cinco filas como de tres filas
estándar en el conector hembra del backpanel. Los conectores
de hoja de cinco filas también se pueden conectar a conectores
hembra de tres filas.
Los conectores de tres filas
se han complementado con
dos filas exteriores de contactos adicionales, lo que
permite conectar productos
tanto de tres filas como de
cinco filas. La retrocompatibilidad resultante permite
a los usuarios adoptar progresivamente productos
de mayor rendimiento, al
mismo tiempo que utilizan
las tarjetas hijas existentes
Modelo de har-bus® 64 con forma
DIN C de tres filas y conector VME64x
de cinco filas
48
para tareas que no requieren las filas de contactos adicionales.
Además del incremento de la velocidad de transmisión de datos,
una característica especial de VME64x es la mejora de la capacidad para soportar altas tensiones de vibración en relación
con el bus Compact PCI con conectores Hard Metric de 2 mm
que se han utilizado con frecuencia en los últimos años. Por
estos motivos la norma VME64x la especifican en Japón varios
clientes del sector público, como las autoridades de defensa, de
los ferrocarriles y de finanzas del gobierno.
Aplicación de VME64x
Al desarrollar nuevos sistemas, son necesarios bastidores de
módulos y backpanels para evaluar los nuevos módulos. Esto
puede suponer unos costes considerables tanto en tiempo como
en dinero. Sin embargo, el nuevo producto de SRC, un importante proveedor de sistemas de componentes estandarizados
en Japón, resuelve estos problemas con su sencillo bastidor de
plomo. Los elementos básicos son una fuente de alimentación
Sub-rack VME64x a prueba de estrés por altas vibraciones
harting tec.News 15 (2007)
Placa de extensión VME64x
Corporación SRC
La Corporación SRC produce una amplia gama de módulos estandarizados, sistemas de montaje, backpanels
y tarjetas de expansión para varios sistemas de bus estándar, incluidos VME, VME64x, Compact PCI y sistemas de formato Eurocard. El principal mercado de SRC
es Japón, donde la empresa es capaz de responder con
flexibilidad a las cambiantes demandas del mercado.
Además, SRC también ofrece el desarrollo, fabricación
y distribución de componentes y sistemas para el sector de los equipos (http://www.src-corp.co.jp).
ATX y un backpanel VME64x. También se puede instalar un ventilador opcional, lo que hace que el módulo del sistema esté listo
para el uso inmediato.
Utilizando una tarjeta de extensión, las tarjetas hijas se pueden
extender más allá del bastidor, lo que simplifica la eliminación de
defectos y la inspección final del módulo. Gracias a sus controladores (ABT,
FCT), el backpanel VME64x resulta idóneo para la transmisión de datos a altas
velocidades.
Y debido a que los conectores VME64x de cinco filas son compatibles con las
tiras de contactos de tres filas existentes, las características de la norma VME
siguen estando garantizadas incluso después del cambio a VME64x. El nuevo
modelo de componente se puede utilizar para tarjetas de módulos de tipo VMEbus y VME64x. La estabilidad y fiabilidad que han caracterizado a la norma
VMEbus durante años están también garantizadas con la norma VME64x. Entre
otras cosas, se pueden utilizar tarjetas hijas del procesador, de alta velocidad
y de transmisión de datos.
har-bus 64 en acción
Debido a los exigentes requisitos de velocidad de transmisión de datos y de
calidad, SRC eligió los conectores har-bus 64 de harting. El har-bus 64 es
perfecto para conexiones E/S, y también para las actualizaciones del sistema.
Y además mejora eficazmente las condiciones de la señal, con lo que el módulo
alcanza altas velocidades de transmisión de datos sin comprometer la fiabilidad
de la transmisión de datos.
toshiyuki tanaka
Director Sales Department
SRC Corporation
Japan
Markus Gfeller
Managing Director & CFO, Japan
harting Technology Group
[email protected]
49
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Zhong Wang
Impermeable y
resistente
Solución exterior Han para aplicaciones en
telecomunicaciones
Datang Mobile ofrece estaciones base de radio del tipo
TD-SCDMA Mini-Node B para el sector de las telecomunicaciones. Estas estaciones base son especialmente adecuadas para
la cobertura en interiores y también para mejorar tanto los
puntos ciegos como la alimentación de los llamados “puntos
calientes” (también externos). La Mini-Node B ofrece muchas
ventajas, como el bajo consumo de energía y la facilidad de
instalación, por ejemplo.
50
harting tec.News 15 (2007)
Omni-Macro
Node B
Omni-Macro
Node B
Carretera
RNC
Condado
Carretera
Omni-Macro
Node B
Omni-Macro
Node B
Campo
Lugar turístico
Mini
Node B
Mini
Node B
Carretera/Vía férrea
Uso de Mini Node B
Mini-Node B para aplicaciones exteriores
Para cumplir los exigentes requisitos de resistencia a la intemperie e impermeabilidad, especialmente durante la estación
lluviosa, Datang Mobile y harting colaboraron en el nuevo diseño de la solución exterior Mini-Node B existente. El objetivo
era impedir la penetración del vapor de agua.
Nueva solución exterior
Para mejorar tanto la impermeabilidad como la resistencia
mecánica, harting sustituyó la caja de distribución metálica
que se había utilizado hasta entonces por un prensaestopas
atornillado con sellado múltiple para proteger dos cables DB9
y uno DB37, y una base Han 48B, modificada para crear una
superficie de contacto plana entre la base de la caja y la base
48B. El resultado es una mayor reducción de los costes de instalación.
Tres pequeñas aberturas Sub-D en la superficie y un prensaestopas con sellado múltiple garantizan la conexión del cable.
Además, deberá utilizarse un contacto de sellado en caso de
que no se utilicen los tres cables Sub-D simultáneamente. Con
la solución exterior de harting, la Mini-Node B Outdoor de nuevo diseño ahora se ajusta a la categoría de protección IP65/67.
Al mismo tiempo, esta solución inteligente también es más resistente y cumple los requisitos técnicos oficiales en China para
equipos exteriores.
Selección de piezas de harting utilizadas:
– Base Han 48B a empotrar
– Capota Han 48B
– Prensaestopas con sellado múltiple
– Contacto de sellado
– Pasamuros RJ45
– Tapa protectora
Datang Mobile
Datang Mobile Communications Equipment Co., Ltd (Datang
Mobile) se fundó en febrero de 2002 en Pekín y es uno de los
principales miembros del grupo tecnológico e industrial ­Datang
Telecom. La empresa tiene, además de su sede en Pekín, una
filial en Shangai y una sucursal en Xi’an. Gracias a su capacidad innovadora y a los objetivos de crecimiento a largo plazo, Datang Mobile se dedica a la investigación y desarrollo en
el campo de las comunicaciones móviles, especialmente para
TD-SCDMA, una norma internacional desarrollada en China
para las comunicaciones móviles de tercera generación.
Zhong Wang
Technical Support Manager/Telecom China
harting Technology Group
[email protected]
51
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Fumitsugo Kikuchi & Nobumasa Yamamoto
Transmisión de datos con un multiplexor
ultracompacto
Por motivos de seguridad, el popular sistema
TDM (TDM: multiplexación por división de
tiempo) todavía se utiliza con frecuencia para
la tecnología de comunicaciones en electricidad,
tecnología ferroviaria y
sistemas de prevención
de catástrofes. La japonesa Nitto Tsushinki Corporation ha desarrollado el multiplexor
ultracompacto para los usuarios de esta tecnología. El sistema
es capaz de multiplexar señales de audio analógicas y señales
digitales en un máximo de 24/30 canales, y puede transmitirlas
y recibirlas a través de una interfaz eléctrica u óptica (T1/E1).
El dispositivo ofrece placas de energía que suministran la tensión CC/CA de alimentación. Cumple con las normativas EMC
estándar (EMC: compatibilidad electromagnética) y la directiva
RoHS (restricción de sustancias peligrosas en equipos eléctricos y electrónicos).
El multiplexor consiste en un conjunto principal y unidades de
canales que se incorporan a un sistema de 19 pulgadas. Las
señales de audio y la entrada de datos a través de la interfaz
del canal se multiplexan y salen de la interfaz T1/E1. Se puede
utilizar un cable de cobre o de fibra óptica como línea de transmisión en la salida TE1/E1. El sistema es adecuado tanto para
SDH (jerarquía digital síncrona) (50 Mbps/10 Gbps) como para
aplicaciones Gigabit Ethernet.
Nitto Tsushinki Corporation
Desde su fundación en 1952, la Nitto Tsushinki Corporation se ha consolidado como experta en la fabricación
y desarrollo de sistemas electrónicos. Da especial importancia al desarrollo continuo y a la calidad de sus
productos, a los que considera no sólo como un desafío
técnico, sino también como una obligación que tiene
con la sociedad. Nitto Tsushinki ofrece productos para
aplicaciones de seguridad en soluciones para empresas
(www.nittotsushinki.co.jp).
La tecnología más sofisticada
Hay cinco interfaces diferentes para la unidad de canales: una
interfaz de audio de 4W (OD), una interfaz UR de 64K (64K UR),
una interfaz de terminal nacional (OCU), una interfaz para un
teléfono (LC) y una interfaz para una unidad de intercambio
(COT). Cada unidad de canales tiene dos ranuras para placas de
doble canal, lo que quiere decir que un dispositivo se puede ampliar de cuatro en cuatro canales. La fuente del reloj se genera
internamente o se suministra a través de la línea de transmisión de 1,5 M, el reloj interno o desde el exterior (64 kHz).
52
Conectores harting utilizados
El multiplexor incorpora conectores harting que cumplen los
requisitos de EMC y permiten una conexión y sustitución fácil
y segura al mismo tiempo que ofrecen una alta calidad y una
buena relación calidad-precio. Otro punto a favor de harting fue
el hecho de que la empresa también ofrecía conectores personalizados en caso necesario.
Fumitsugu Kikuchi
Manager, Research and Development
Nitto Tsushinki Corporation
Japan
Nobumasa Yamamoto
Product Marketing & Application, Japan
harting Technology Group
[email protected]
harting tec.News 15 (2007)
53
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Paul Atkinson
HARTING Integrated Solutions, “Actuamos a
nivel Global reforzándonos Localmente”
harting Integrated Solutions desentraña este enigma explicando
su principal modelo operativo: “Huella global uniforme
En el entorno económico moderno se dice con frecuencia que el
mundo está encogiendo. Las ventas globales, las empresas con
presencia global y la creciente movilidad está provocando cambios en el pensamiento corporativo y las estrategias de fabricación asociadas. Esto es justificable, aunque harting Integrated
Solutions (HIS) ha adoptado un enfoque de la infraestructura
de fabricación con “base regional”, para apoyar las actividades
de montaje de soluciones integradas y backpanels del grupo.
harting ha construido sus instalaciones de fabricación en tres
continentes: América, Asia y Europa. El objetivo es atender los
mercados respectivos con fabricación localizada y con personal
de harting familiarizado con las condiciones locales, garantizando con ello la proximidad al cliente.
Esto se sustenta en una clara concentración en “soluciones específicas del cliente” y en la capacidad de ofrecer soluciones
basadas en la tecnología en distintos ámbitos industriales. Esta
filosofía de “proximidad al cliente” sólo es posible con una producción eficiente.
Red privada virtual
Con sus instalaciones de Elgin (EE. UU), Northampton (Reino
Unido) y Zhuhai (zona industrial del sur de China), harting ha
conseguido, a través de actividades de inversión comunes, su
exclusiva “huella global uniforme” al garantizar que se utiliza el
mismo equipo capital en las tres instalaciones de fabricación.
54
Además, vincular este equipo a través de la VPN (red privada
virtual) también tiene un papel crucial. Este “ensamblaje” tiene
como resultado la capacidad para compartir archivos, ayudar al
diagnóstico de fallos y acceder a las capacidades de programación remota las 24 horas del día en cada uno de los procesos de
fabricación esenciales.
Además de esto, y plenamente integrados en el modelo, están
los principios, procesos, procedimientos operativos y normas
de fabricación asociados. De este modo se define el principio de
una sola metodología de fabricación armonizada: “Huella global
uniforme”.
Un ejemplo de estos principios en acción es el encarnado por un
importante cliente internacional que necesita que se entregue en
distintos lugares un producto determinado. harting es capaz de
suministrar el mismo producto, utilizando la misma referencia,
fabricándolo de acuerdo con las mismas normas y utilizando métodos y equipo capital idénticos, a partir de tres operaciones de
fabricación independientes. Esto significa satisfacer las necesidades de “una norma de construcción común” en todo el mundo.
harting tec.News 15 (2007)
los circuitos activos de las placas hijas, además de ser el medio
para toda la potencia asociada y las distribuciones del plano de
tierra.
Backplane Micro TCA: diseñado y probado para la integridad de la señal y
montado por HIS.
Fondo tecnológico
Para apoyar a esta infraestructura de tres fábricas, harting utiliza elementos del fondo tecnológico del grupo harting, desde el
diseño de conectores, el diseño de backpanels y las pruebas de
integridad de la señal hasta las distintas técnicas de montaje y
las soluciones para las pruebas complejas necesarias.
La gama de tecnologías de procesamiento ofrecidas por las instalaciones de fabricación incluye la gama CPM de máquinas pressfit automáticas y semiautomáticas, la línea de colocación de montaje en superficie completa (incluidas las capacidades de reflujo
de fase de vapor e introducción del contacto por reflujo intrusivo),
además del ATE (equipo de pruebas automático), incluidos los
sistemas de pruebas distribuidas y las capacidades de prueba
del backpanel robóticas. Todas las disciplinas de fabricación se
ajustan a la norma de fabricación reconocida internacionalmente,
IPC610.
Backpanels de alta velocidad
Los backpanels de alta velocidad ya no son el sueño de los diseñadores, ya que a través del denominado ensanchamiento de la
funda de cobre las velocidades de transmisión de datos en serie
de hasta 12,5 Gbit/s se convierten en realidad. Esto requiere
normas de diseño específicas, como los materiales de PCB especializados, apilamiento en capas controladas, enrutamiento de la
señal de par diferencial e impedancias adaptadas.
La arquitectura del backpanel tiene que ser multifuncional, proporcionando la trayectoria para la transmisión de datos entre
En el actual entorno dominado por la tecnología, los backpanels
deben diseñarse y construirse de modo que se ajusten a las necesidades industriales de mayor velocidad y mejora de la integridad de la señal, además de satisfacer las necesidades de mayor
consumo de energía y de distribución de la energía asociada. Los
conjuntos con mayor número de capas, superficies más grandes
y placas de contactos complejas y densas requieren el uso de un
mayor número de tecnologías de procesamiento. harting utiliza
la competencia básica de interconexión del grupo para diseñar
y desarrollar soluciones de backpanel que le permiten afrontar
estos desafíos planteados por los clientes.
Estructuras de apoyo
No sólo la velocidad de la señal es importante. El factor del plazo
de salida al mercado es con frecuencia decisivo para el éxito de
la introducción de un producto. Para conseguir este objetivo en
situaciones de “tiempo real/vida real”, harting utiliza asistencia
local y pone énfasis en la flexibilidad para afrontar los cambios
en los diseños de los productos, en las demandas de volumen y
en los procesos asociados.
Un departamento de compras global y bien coordinado proporciona al cliente la mejor relación precio-rendimiento. Este concepto
armoniza las actividades de compra de las tres fábricas, a través
de la filosofía estratégica del “coste total de la propiedad”.
El concepto de dar “asistencia global a los mercados locales” es
fundamental para la filosofía de “una sola cara para el cliente”, y
ahora harting ha ampliado este principio para incluir la fabricación localizada de sistemas de backpanel.
¿Está encogiendo el mundo de la industria? Puede ser, pero la
tecnología sigue desarrollándose y es necesario encontrar soluciones innovadoras.
Paul Atkinson
Operations Director, HIS
harting Technology Group
[email protected]
55
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Domenico Fioravera & Rosario Pinio
Integración de conectores de placa SMC
en una línea de montaje de componentes
totalmente automática
Italia es el segundo mayor fabricante de maquinaria textil del mundo, y sus productos están considerados como lo más avanzado en tecnología. Igual que otros sectores, el mercado italiano de la maquinaria textil está experimentando un período de
cambio como consecuencia de las nuevas posibilidades de fabricación en países con economías en rápido crecimiento por
un lado, y, por otro, a causa de la creciente migración a regiones con bajos costes laborales. Los fabricantes de maquinaria
textil se enfrentan al desafío de tener que defender su posición en un duro entorno competitivo. El liderazgo tecnológico
juega un papel fundamental en este sentido. Esto afecta no sólo a la propia ingeniería mecánica, sino también a los proveedores implicados.
56
harting tec.News 15 (2007)
taje de componentes. Los tiempos de producción reducidos, la
simplificación de los flujos de materiales y la mayor seguridad
de los procesos son esenciales para optimizar los procesos de
montaje. harting apoyó a ROJ en todas las fases de este cambio
tecnológico. Para mantener su posición en un difícil entorno de
mercado, ROJ está pensando en transferir a otros productos los
conocimientos obtenidos gracias a esta colaboración.
Telar de alfombras: Los accionadores están controlados por equipo ROJ.
Dependiendo del modelo, se pueden instalar hasta 13.000 accionadores en
cada máquina.
Desde comienzos de los años 80, harting ha desempeñado un
papel importante en este mercado; los fabricantes de maquinaria textil lo consideran un colaborador fiable y competente en el
campo de la tecnología de conectores. Los conectores industriales y electrónicos de harting se utilizan en una amplia gama
de máquinas textiles, como por ejemplo tricotadoras, máquinas
de calcetines y telares manuales y mecánicos, además de otras
aplicaciones. ROJ, fundada en 1965, es una de las principales
fabricantes de equipos y accesorios para telares. Desde el año
2000, ROJ forma parte del grupo Van de Wiele. La satisfactoria
colaboración entre harting y ROJ se remonta a principios de
los años 80.
Desafío del proyecto y solución
Los ingenieros de ROJ se enfrentaron recientemente a un proyecto que supuso un desafío y que les permitió reforzar la posición y la imagen de ROJ en el mercado. En el pasado, cuando
se fabricaban ciertos componentes, los conectores se instalaban
en una fase aparte del proceso de fabricación (posicionamiento
y soldadura). Para mantener su posición en el mercado frente
a la dura competencia de los países con bajos costes laborales,
ROJ tuvo que aumentar la eficiencia de sus procesos de producción. Para automatizar totalmente el proceso, ROJ necesitaba
un conector adecuado.
Los conectores SMC (compatibles con montaje en superficie)
y la tecnología PIHIR (introducción del contacto por reflujo intrusivo) eran la clave para una mayor automatización del mon-
Aplicación de la pasta
de soldadura
Aplicación de la pasta
de soldadura
Posicionamiento automático
de los componentes SMT
Posicionamiento automático
de todos los componentes
Soldadura por reflujo
Soldadura por reflujo
Posicionamiento manual de
los componentes irregulares
Soldadura manual
Control de calidad
Inspección visual automática
Antiguo
Nuevo
Nueva tecnología de montaje en ROJ tras la introducción de la tecnología
PIHIR comparada con el proceso anterior.
Domenico Fioravera
Production Manager
ROJ Srl
Biella, Italy
Rosario Pinio
Marketing Manager Electronic Division, Italy
harting Technology Group
[email protected]
57
tec.News 15: Normas mundiales
Gerd Weking
Normalización del cableado genérico
En los edificios modernos, la infraestructura informática es tan importante como la calefacción, la luz y la electricidad,
y por lo tanto la normalización ha sido y sigue siendo un aspecto destacado de la ingeniería de la construcción. Al fin y
al cabo garantiza la comunicación global, hasta el lugar de trabajo o en el puesto de trabajo específico.
Un hito importante fue la fusión en 1987 entre las actividades
de normalización de la tecnología de la información de la ISO
(Organización Internacional de Normalización) y el IEC (Comité
Electrotécnico Internacional) en el Comité Técnico Conjunto
ISO/IEC JTC 1 – Tecnología de la información, y la fundación
del subcomité SC 25 – Interconexión de equipos de tecnologías
de la información. El desarrollo de normas para el cableado
genérico aplicable a instalaciones residenciales, de oficina e
industriales constituyó el centro de atención del trabajo desde el principio. En este contexto, genérico quiere decir que el
sistema de cableado se define por parámetros de transmisión
física, como la atenuación de la señal, las interferencias y la
pérdida de retorno, y que dentro de los límites de la gama de
frecuencias es válido cualquier protocolo de transmisión. La
primera edición de ISO/IEC 1181 – Tecnología de la información
– Cableado genérico para locales de clientes se publicó en 1995,
y la segunda edición revisada y ampliada apareció en 2002.
(ISO/IEC 11801 también trata del cableado óptico genérico, pero
este tema no se discute en este artículo).
El trabajo realizado en los últimos cinco años ha tratado tanto
de los desarrollos verticales, es decir, con mayores requisitos
técnicos, especialmente frecuencias de transmisión más altas,
como de los desarrollos horizontales, como los nuevos desarrollos para la construcción industrial y la “casa inteligente”.
Ambos aspectos se discuten a continuación.
58
Cableado genérico en edificios industriales
ISO/IEC 24702 – Tecnología de la información – Cableado genérico – Locales industriales, se desarrolló en base a un trabajo anterior y paralelo en Europa por parte de CENELEC y
en EE. UU. por parte de la TIA. ISI/IEC 24702 apoya ambas
filosofías:
–Cable blindado (ST), de uso generalizado en Europa
–Cable sin blindaje (UTP) para el mercado norteamericano
harting participó activamente en el desarrollo de ISO/IEC
24702, porque el cableado genérico termina por definición en
una TO (salida de telecomunicaciones), que es el conector al
que se conecta el dispositivo de automatización industrial, el
harting tec.News 15 (2007)
ordenador o el teléfono. El conector PushPull de harting se
normalizó como TO genérica según ISO/IEC 24702. El PushPull
de harting ya se había normalizado con respecto a la norma
para conectores IEC 61076-3-106 como variante 4, y por lo tanto
ISO/IEC 24702 sólo se refiere a la variante 4 de este conector
estándar.
Mejoras técnicas en ISO/IEC 24702
Los requisitos de transmisión y la estructura general del cableado industrial se basan en ISO/IEC 11801, pero deben mencionarse las siguientes mejoras importantes:
–La distancia máxima sobre la cual se pueden distribuir los
servicios de comunicaciones es de 10.000 m en lugar de los
2.000 m de ISO/IEC 11801
–Modificación de las estructuras jerárquicas de cableado
–Opciones de aplicación
–Se definieron categorías medioambientales para edificios industriales y se especificaron en la tabla MICE.
¿Qué significa MICE?
MICE son las siglas de: Mecánico, Acceso, Climático y Químico
y Electromagnético, y se definen tres niveles:
–en M1 I1 C1 E1 se clasifica el entorno de oficina típico, como
se describe en ISO/IEC 1181.
–en M2 I2 C2 E2 se clasifica el entorno industrial de una fábrica ordinaria.
–en M3 I3 C3 E3 se clasifican las condiciones ambientales
duras, como las de la industrias pesada.
Para comprender la idea que está detrás de la filosofía de MICE
podría ser útil entender qué no es MICE: La clasificación MICE
no pretende tener en cuenta todos los entornos industriales
posibles. Por consiguiente, el ingeniero de planificación todavía está obligado a definir las especificaciones adecuadas para
su proyecto. Los valores de las tablas MICE que se ofrecen en
ISO/IEC 24702 no son requisitos de pruebas de homologación
para cables o conectores. Tampoco son requisitos de sistema
para los cables instalados. Por ejemplo, un enlace de transmisión puede comenzar en una zona de aire acondicionado y
terminar en una máquina con fuertes vibraciones y fuertes
campos de interferencias electromagnéticas. Pero las tablas
MICE ofrecen a los desarrolladores y planificadores de cableado
industrial valores que pueden utilizar para el diseño técnico, al
mismo tiempo que tienen en cuenta los siguientes aspectos
–Los requisitos no son necesariamente de clase 1, 2 ó 3 en sentido estricto, ya que las zonas con fuerte carga mecánica en
combinación con bajas cargas climáticas y electromagnéticas
son muy comunes; por ejemplo, M3 I1 C1 E 1.
–Se recomienda al ingeniero de planificación que utilice técnicas locales de mitigación o aislamiento para proteger las
zonas expuestas del cableado; éstas se pueden realizar por
dos métodos diferentes:
–proteger/cubrir las zonas críticas del cable o del conector (técnica de mitigación);
–aislar la fuente del impacto ambiental (calor, vibración, carga
electromagnética) o utilizar una trayectoria de instalación
menos crítica.
–Se deben considerar requisitos más altos para componentes
como los conectores en conjunción con los puntos mencionados anteriormente para conseguir la mejor práctica de instalación teniendo en cuenta la inversión y la calidad del servicio
informático.
Coordinación internacional
La normalización internacional se basa en el consenso entre
todos los interesados, pero debido a la contraposición de intereses a veces esto es difícil de conseguir. En el desarrollo de
ISO/IEC 24702 había distintas opiniones en relación con los
requisitos de MICE y con la selección del conector TO genérico.
Finalmente se pudo elegir un conector entre cuatro candidatos
a través de un proceso de consulta internacional a nivel de los
comités nacionales participantes. Todos los comités nacionales
aceptaron finalmente el resultado de esta selección para que el
FDIS (borrador final de norma internacional) de ISO/IEC 24702
se aprobase por unanimidad.
Convergencia de hogar inteligente y redes
Los términos hogar inteligente o smart home y smart living
hacen referencia a un conjunto de planteamientos para la vida
y el trabajo en el presente y el futuro. Incluso en la actualidad
es posible casi cualquier proceso de automatización doméstico,
y los grupos de interés y consorcios están preparando especificaciones para sus necesidades de mercado.
Actualmente, la norma europea EN 50090 es la norma abierta
para los sistemas electrónicos de hogares y edificios, HBES. Las
principales empresas apoyan la EN y participan en grupos de
interés para garantizar la interoperabilidad de los productos de
los proveedores implicados. La interoperabilidad se documenta
normalmente mediante un certificado y una etiqueta. Se ha
59
tec.News 15: Normas mundiales
desarrollado una gama considerable de componentes y dispositivos de acuerdo con EN 50090. La cooperación entre Batibus
(HVAC – calefacción, ventilación y aire acondicionado) y EHS
(Sistema doméstico europeo – electrodomésticos de línea blanca) con EIB (Bus de instalación europeo) bajo los auspicios de
la organización Konnex proporcionó orientaciones importantes
en este proceso.
Otras empresas europeas se han unido al consorcio estadounidense LonMark, que dice representar a una marca destacada
globalmente para productos abiertos de control interoperable,
como el control de acceso, controles de ascensor, gestión de
energía, protección contra incendios, HVAC, control de iluminación, medición y seguridad, todos ellos basados en la norma
ANSI/CEA-709. En China, un grupo de trabajo creado por el
Ministerio de Industria de la Información está trabajando en
el protocolo ITopHome para sistemas electrónicos domésticos.
En Japón, los trabajos en una red doméstica con respecto a
la conservación de energía están avanzando; los proyectos se
están desarrollando bajo la dirección de ECHONET (Energy
Conservation and Homecare NETwork).
La cooperación global es necesaria
La normalización global y la interoperabilidad de los sistemas
y componentes para el hogar inteligente son todavía un sueño
que está lejos de hacerse realidad. El motivo es el desarrollo
paralelo en regiones diferentes del mundo, pero se debe también en parte al deseo de la industria de convertir sus propios
avances en normas globales. La normalización global y la interoperabilidad son esenciales para el éxito de las soluciones
actuales y futuras, y para que éstas consigan aceptación en el
60
mercado y el volumen necesario para ser rentables. Las organizaciones de normalización internacionales ISO, IEC e ITU
(Unión Internacional de Telecomunicaciones) se reunieron en
Ginebra en febrero de 2006 con el fin de intercambiar ideas
sobre normalización global en el campo de los hogares inteligentes. ISO/IEC JTC SC25 recibió instrucciones de su comité
matriz para que adoptase una posición de liderazgo en este
proceso y para que intentase conseguir la cooperación de las
principales organizaciones de normalización y consorcios industriales. El objetivo es desarrollar en asociación con estas
organizaciones algunas normas paraguas para redes domésticas que permitan garantizar la interoperabilidad entre las
soluciones aisladas actuales.
Mayor frecuencia y potencia de transmisión por
Ethernet
A continuación se describen los aspectos verticales del desarrollo en ISO/IEC JTC1 SC25. PoE (Energía por Ethernet) significa
suministrar energía a los dispositivos de comunicación a través
de las líneas de datos.
Estado de la normalización del cableado
genérico hasta 10GBaseT
El cableado genérico debería cumplir los más altos requisitos
técnicos. IEEE 802.3an (10 GBaseT), publicada en junio de 2006,
es en este momento el tema más destacado y estimulante de
ISO/IEC JTC 1 SC 25 WG3. Indica que el cableado debe especificarse hasta 500 MHz.
Para los edificios existentes con cableado de menor rendimiento
se están preparando recomendaciones para proporcionar in-
harting tec.News 15 (2007)
formación sobre las condiciones en las que se puede instalar
10GBaseT con garantías de fiabilidad. El trabajo se publicará
como informe técnico, con la referencia ISO/IEC TR 24750.
Para las instalaciones nuevas se está preparando un anexo a
ISO/IEC 1181, en el que se especifican las nuevas clases EA
para 500 MHz y FA para 1.000 MHz. Probablemente este anexo
continuará apoyando el enfoque de los componentes, lo que
quiere decir que se supone que un canal de transmisión con
cables y conectores conforme a la categoría 6A debe cumplir
los requisitos de transmisión de la clase EA.
Conectores según IEC 60603-7-41 y -7-51 para la
categoría 6A
Los requisitos para la gama de frecuencias de 250 a 500 MHz
se están discutiendo todavía. Las características de transmisión
esenciales de los conectores son la pérdida de retorno, las interferencias y las interferencias ajenas, que son las interferencias
electromagnéticas causadas por fuentes externas.
Actualmente se está discutiendo si los valores límite de las
interferencias deberían extrapolarse entre 250 y 500 MHz,
o si los requisitos de los conectores deben reducirse en
esta gama. Se están discutiendo los siguientes valores para
500 MHz:
Valor a 500 MHz
NEXT
Pérdida de retorno
Extrapolación lineal de Cat 6
40 dB
10 dB
Cat 6 con extrapolación negativa (relajación)
TIA 568-B.2-10
34 dB
14 dB
Cat 6 con extrapolación negativa (relajación),
otros expertos
38 dB
16 dB
Base del debate
Energía por Ethernet (PoE)
PoE significa que los dispositivos informáticos pueden alimentarse con energía a través de las líneas de datos de par trenzado. En este caso se emplean los hilos sin utilizar del cable de
comunicaciones, o la energía la transportan los cuatro pares
de hilos utilizados, además de la señal de datos. El suministro
de energía se puede integrar en los dispositivos de red activos,
como por ejemplo un conmutador, o se puede suministrar a través de un PSE (equipo de suministro de energía) independiente.
Hasta ahora IEEE 803.2af especificaba una potencia máxima
de 15,4 W a 48 V, pero las últimas versiones de IEEE 803.2at
(PoE plus) requieren una energía de hasta 30 W, y se están
discutiendo niveles de energía incluso más altos.
El aumento de temperatura de los haces de cables instalados supone un riesgo especial Hasta ahora, ISO/IEC 11801 especifica
un límite superior d temperatura de 60° C para el cable, incluido el calentamiento producido por la corriente. Los expertos de
ISO/IEC JTC1 SC25/WG3 están preocupados por la superación
del límite superior de temperatura en las instalaciones existentes, que puede producir daños, averías o incluso incendios. Por
lo tanto, aumentar los requisitos de las instalaciones antiguas
no es aceptable. Para apoyar el trabajo de IEEE se está preparando una guía de cableado PoE en SC25/WG3, para proporcionar
información sobre las condiciones en las que el cableado existente puede soportar PoE plus.
El aumento de la corriente PoE a 420 mA también podría causar
daños a los conectores si las conexiones se desconectan rutinariamente bajo carga. Por lo tanto, ISO/IEC JTC1 SC25 recomienda que el grupo de trabajo de IEEE PoE plus señale claramente
en su documento que no se debe permitir la desconexión bajo
carga. Los expertos en conectores de IEC SC 48B están trabajando en un informe técnico con el fin de ofrecer recomendaciones
para la desconexión bajo carga para ISO/IEC JYC1.
Resumen
El desarrollo de los sistemas de cableado genérico para la infraestructura informática en los edificios modernos está todavía
en progreso. Hasta ahora, la industria del cableado de cobre había intentado siempre elevar siempre los límites, es decir, hasta
frecuencias más altas. Como consecuencia, el segmento del cableado óptico ha seguido siendo relativamente pequeño. La clara
tendencia hacia lo “inalámbrico” dominará partes de la infraestructura informática actual en un futuro cercano, pero no la sustituirá. Para el hogar inteligente es necesaria la convergencia de
varias normas técnicas que fomenten la competencia global sobre una plataforma común. Para las aplicaciones industriales, la
norma ISO/IEC 24702 publicada se aprobará y se publicará como
EN 50173-1 y EN 50173-3 para Europa, y ANSI/TIA/EIA-1005
se publicará como norma nacional estadounidense.
Gerd Weking
General Manager Intellectual Property and
International Standardization
harting Technology Group
[email protected]
61
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Thomas Wolting
Topología de BUS de transmisión de potencia
Los creadores de máquinas e instalaciones están avanzando en la implantación de la descentralización de funciones de
los dispositivos con interfaces estandarizadas. El objetivo es integrar la tecnología de instalaciones para la distribución de
energía con optimización de costes, y optimizar así la tecnología de instalaciones que se ha ido desarrollando a lo largo de
los años. Existen distintas soluciones para la distribución de potencia cuyo desarrollo se ampliará en el futuro.
El cableado convencional se caracteriza por la instalación pun- Un elemento fundamental de esta nueva tecnología de cableado
to a punto de las transmisiones de señales y de potencia. En es un sistema de bus de potencia que permite a varios “conla práctica, esto quiere decir que cada motor se conecta a un sumidores” conectarse a una línea de cableado, cumpliendo
cable de alimentación desde la caja de control. Todos los ter- al mismo tiempo todas las normas nacionales e internacionaminales de sensores y accionadores, como los interruptores les pertinentes. Esta innovación debe recurrir a las interfaces
de proximidad o las válvulas, también se cablean
existentes y estandarizadas. El conector Han®, comen paralelo.
pacto y resistente, debe cumplir los requisitos
La introducción de componentes de bus de
relativos al número de polos, la tensión y la
serie para conectar sensores y accionacapacidad de conducción de corriente. La
dores significó un paso fundamental
ISO 23570 normaliza los conectores en
para el progreso técnico en el ámbito
este ámbito.
de los circuitos. Los nuevos conceptos
En principio, es posible distinguir dos
de instalación en la transmisión de
tipos de conexiones en este concepto
datos han traído claras ventajas para
de instalación:
el usuario en relación con el tendido
– Distribución de bus de potencia en
de cables. Los componentes de señales
una línea de cableado sin cortes donde
existentes para la recepción o emisión de
se conectan los cables individuales.
Han-Power S Metal para conductores
señales de control están disponibles en una
–
La
derivación de potencia es completamende 7 x 6,0 mm2 y 5 x 10 mm2.
gama muy amplia de clases de protección, deste conectable, lo que permite ahorrar tiempo al
de IP 20 a IP 68. En cambio, en los últimos 20 años
proporcionar una conexión eléctrica rápida de la máapenas ha habido cambios en el suministro de potencia a mo- quina y los módulos de servicio.
tores de pequeño tamaño (hasta unos 2,2 kw). Con frecuencia Las condiciones básicas son en principio las mismas para los
los motores todavía se alimentan con un cable aparte desde la dos tipos: uso con la línea estándar de conducción de energía
caja de control.
industrial de 230/240 V, de conformidad con VDE, o 600 V, de
conformidad con las opciones de conexión UL, para un máximo
Estructura descentralizada
de hasta siete conductores, con una sección transversal del conCuando los convertidores de frecuencia se instalan de forma ductor de al menos 4 mm2, conexión con herramienta estándar
central, se necesitan cables especiales con apantallamiento y diseño modular. Basándose en estas especificaciones, harting
complejo y optimizado para satisfacer las exigencias técnicas. ha creado una nueva línea: la serie Han-Power®.
Los elevados costes totales y las considerables necesidades de
espacio de la ingeniería de instalaciones tal como ha ido evolu- Serie Han-Power®.
cionando refuerzan la tendencia hacia la ingeniería de instala- Como las series de productos estándar, los productos de la nueciones descentralizadas, p. ej. en el tratamiento de materiales. va serie Han-Power cumplen todas las especificaciones pertiLas unidades de control del motor inteligentes se reubican de nentes.
modo que estén directamente en la máquina o en la trayectoria
del transportador. El grupo tecnológico harting apoya este cambio en la ingeniería de instalaciones con sus productos.
62
harting tec.News 15 (2007)
Han-Power® S
sión metálica. Esta nueva solución de sistema universal ayuda
El concepto de instalación descentralizada ya proporciona un al usuario en la instalación y mantenimiento del sistema.
primer conector en la caja de control, que está optimizado para La innovadora instalación con mayor facilidad de manejo y amla aplicación específica. La línea eléctrica que se utiliza, con pliación de las secciones transversales del conductor utilizables
cable de 5 x 6 mm2 y 2 x 2,5 mm2 y conductor PE, se conecta al ofrece ventajas adicionales. Por primera vez, el Han-Power® S
conector Han® Q 4/2 y pasa de la zona IP20 a la zona IP65. Se metálico hace que la distribución de potencia y la derivación
necesita un aislante de contactos seguro para corrientes más sean posibles incluso con secciones transversales de conductor
altas, de hasta 40 A.
de hasta 10 mm2.
El conector Han Q 4/2, equipado con los conocidos contactos El concepto de instalación descrito se utiliza en una amplia
C, se puede utilizar para aplicaciones con conductores con gama de instalaciones de fabricación y centros logísticos que
una sección de 2,5 mm2 a 6,0 mm2. La línea de conducción son de reciente construcción o se modifican con componentes
de potencia se tiende sin tener en cuenta la unidad de con- descentralizados. Las pruebas de funcionamiento se realizan
trol del motor descentralizada. La derivación se hace con un en la ubicación permanente después de que se haya completado
Han-Power S, para que la línea de conducción de potencia no el sistema.
se interrumpa.
Han-Power® T
El cable de alimentación se desforra unos
15 cm y se tiende en el interior del HanAntes de la realización de las líneas de proPower S. Los conductores, que todavía
ducción, debe pensarse en el concepto
están completamente cubiertos por el
de instalación: ¿Cómo se transportan y
aislamiento, se pasan por el dispositivo
construyen los módulos individuales
de conexión que perfora el aislamienpara que se pueda mantener la instalato; el contacto óptimo y la separación
ción eléctrica probada previamente?
del aislamiento de los conductores
La instalación eléctrica existente debe
se mantienen mediante tornillos. Los
mantenerse para aprovechar las venterminales IDC sólo se cargan con la
tajas de la prueba de funcionamiento y
corriente de fase para el “consumidor”
para evitar errores de tendido de cables
Han-Power T Q 5/0: la conexión de interface en un sistema probado. La línea de conducdescentralizado. La tecnología de contacto
compacta para distribución de energía.
HARAX® garantiza la estabilidad a largo plazo
ción de potencia se tiende utilizando cables
(véase IEC 60947-7-1). Además, el contacto debe estar
prefabricados con conectores. Para la derivación se
garantizado en condiciones extremas, como las corrientes en utiliza un Han-Power T con los conectores adecuados a la aplicortocircuito de varios kA.
cación. La derivación para el “consumidor” también se realiza
Los distintos sistemas conductores requieren nuevos conceptos, con un conector, para conseguir la mayor fiabilidad y flexibilique se deben diseñar para cada aplicación específica (en el sec- dad posibles. La unidad de control del motor descentralizada,
tor de la automoción, la ingeniería de aeropuertos y los centros con una sección transversal de conductor de hasta 6,0 mm2, se
de logística general). La sección transversal del cable es un conecta mediante el conector Han Q 4/2. Para niveles de pocriterio importante para minimizar la caída de voltaje de línea tencia más bajos, existe Han-Power T con conector Han® Q 5/0.
en todas las aplicaciones en las que se mueven mercancías una Al utilizar estos conectores, se pueden hacer modificaciones
distancia de más de 100 metros.
rápidamente, y los tiempos de parada de la línea de producción
Las aplicaciones en uso hasta la fecha están equipadas prin- se minimizan. Se pueden conectar elementos adicionales del
cipalmente con un Han-Power S Q 4/2. Los productos instala- sistema de forma rápida y sencilla utilizando los componentes
dos en los sistemas logísticos de aeropuertos pueden conectar que ya se han instalado.
de forma rápida y fiable cables con un conductor con sección
transversal de hasta 6,0 mm2, y cumplen con precisión las exiTHOMAS WOLTING
gencias de la manipulación de equipajes.
Product Manager Han® Industrial Connector, Electric
harting Technology Group
La respuesta óptima para aplicaciones en las que se requiere
[email protected]
además estabilidad mecánica frente a los impactos es una ver-
63
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Thomas Heckmann
Han® Q 2/0: nuevas opciones
para el suministro de potencia,
por ejemplo como solución de
conectividad para la energía solar
La serie Han® 3A, la más pequeña de la gama de productos de conectores de gran
capacidad, se puede encontrar en una extraordinaria variedad de aplicaciones.
Las conexiones tradicionales con base de cobre se han ido refinando y se han
complementado con aplicaciones para fibra óptica. Por consiguiente, las soluciones
híbridas que integran transmisión de potencia y de señales a través de interfaces
estándar como RJ45, USB o SC han sido bien recibidas por los clientes en muchos
mercados diferentes. Estos conectores son populares en una gran variedad de aplicaciones debido a su diseño robusto y compacto y a su integración en capotas y
bases en entornos con distintas condiciones.
Hasta ahora la transmisión de potencia hasta 16 A se ha considerado adecuada. Sin
embargo, el campo del suministro de potencia descentralizado, de reciente desarrollo,
necesita las llamadas conexiones eléctricas monofásicas o bipolares para corrientes
más altas, de hasta 40 A. El grupo tecnológico harting cuenta ahora con una solución
compacta que cumple los requisitos de conectividad del suministro de potencia descentralizado, Han Q2/0.
64
harting tec.News 15 (2007)
Convertidor
Un ejemplo de posibles aplicaciones del Han Q2/0 son los
convertidores utilizados en los sistemas fotovoltaicos. Estos
convertidores toman la CC (corriente continua) de los módulos fotovoltaicos y la convierten en CA (corriente alterna). La
conexión eléctrica en el lado de salida del convertidor debería
tener funciones que faciliten el proceso de producción, instalación y mantenimiento. El uso de conectores industriales
permite las pruebas de funciones finales con sólo conectarlos
durante la fabricación.
El nuevo miembro de la familia Han-3A: Han Q 2/0
Energía renovable
Las aplicaciones habituales de estas innovadoras fuentes de
alimentación descentralizadas se pueden encontrar en los sistemas fotovoltaicos (FV) en el ámbito de la energía renovable.
Estos sistemas FV, que generan energía eléctrica a partir de la
luz solar, se conectan normalmente a la red nacional para aportar energía al suministro eléctrico. Sin embargo, los sistemas
FV independientes que funcionan en lugares distantes de cualquier red eléctrica están ganando cada vez más importancia.
Esto no sólo es así en países con infraestructuras menos desarrolladas. Este método ecológicamente sostenible de generar
energía sin depender de las importaciones se está utilizando
cada vez más en equipos de iluminación y sistemas de señalización, e incluso parcialmente en nuevas infraestructuras de
telecomunicaciones. Como el Han Q2/0 se puede combinar con
la amplia gama de capotas y bases Han 3A, resulta adecuado
para diversas aplicaciones en diferentes entornos.
Vista de la sección transversal de una conexión de tornillo axial
La tecnología de terminación de estos conectores debería ser
sencilla y segura. Una tecnología de terminación diseñada
para el montaje en el emplazamiento garantiza la facilidad de
manipulación necesaria para la instalación flexible de los convertidores. La tecnología de terminación de tornillo axial del
Han Q2/0 garantiza una conexión segura y fiable. Esta terminación, comparable a las conexiones de engaste, es fiable y ya
se ha probado en aplicaciones del ferrocarril, donde el conector
está expuesto a golpes y vibraciones.
La ventaja de la terminación de tornillo axial es el contacto
extremadamente compacto, que, al contrario que el engaste,
no requiere herramientas especiales al conectar el conductor
al contacto. Se pueden terminar secciones de cable de entre 4 y
6 mm2 según las necesidades de las soluciones de transmisión
de potencia más recientes.
Nuevas opciones
La configuración de contactos “2+PE” se complementa con un
sistema de codificación que impide el acoplamiento incorrecto
al utilizar varios conectores. El Han Q2/0 cumple las últimas
normas de protección de los dedos para el uso de dispositivos de
almacenamiento de energía, como por ejemplo las baterías, utilizadas con los sistemas fotovoltaicos. Diseñada para soportar
voltajes de hasta 850 V, se trata de una solución de conectividad
compacta que ofrece nuevas posibilidades para el suministro y
la distribución de energía.
THOMAS HECKMANN
Market Manager Renewable Energy, Electric
harting Technology Group
[email protected]
65
tec.News 15: El mundo de la tecnología
Jürgen Bösch & Frank Teepe
Robusto y resistente al óxido
Han®-INOX: La nueva gama de bases de acero inoxidable para conectores industriales
El acero inoxidable, uno de los materiales más robustos y resistentes que existen, se ha utilizado durante décadas en muchas
áreas de la vida cotidiana y también en aplicaciones industriales. Además de sus propiedades técnicas, en muchos casos los
consumidores valoran el fino acabado aplicado al acero inoxidable. Sin embargo, en la industria se da más importancia a las
consideraciones prácticas. Con la introducción de Han-INOX, el grupo tecnológico harting ofrece una nueva gama de bases
fabricadas en acero inoxidable de alta calidad.
El acero inoxidable en la industria
El acero inoxidable, también denominado INOX, es una aleación
de hierro que contiene un 10,5% de cromo como mínimo y un
1,2% de carbono como máximo. El acrónimo INOX se deriva de la
palabra francesa “inoxydable”, que significa “no oxidable”.
La razón por la que el acero inoxidable es resistente a la corrosión es atribuible a una reacción química entre el cromo y el
oxígeno contenido en el aire o en el agua. El resultado de esta
reacción es la creación de una delgada capa de superficie pasiva
con resistencia química, que actúa como barrera entre la aleación y el medio circundante. Esta capa pasiva es impermeable
e insoluble. Si sufre daños, se restaura a sí misma bajo el efecto
del oxígeno.
66
El cromo es lo que juega un papel decisivo en la formación y
conservación de esta capa pasiva. Otros elementos como el molibdeno y el níquel pueden favorecer la formación del recubrimiento
pasivo, pero ninguno de ellos es capaz de crear por sí solo las
propiedades especiales de los aceros resistentes al óxido.
Los aceros inoxidables son resistentes a numerosos medios agresivos y no necesitan otra protección de la superficie. Los aceros
INOX se emplean normalmente en la industria química, en la
producción de alimentos y en la tecnología medioambiental, por
ejemplo.
harting tec.News 15 (2007)
Base de acero inoxidable de la serie Han® INOX
Versiones iniciales de la nueva gama de bases
La nueva gama de bases Han-INOX de harting, fabricada en acero inoxidable de alta calidad, ofrece a los usuarios seguridad y
protección frente a condiciones medioambientales agresivas. Es
indiferente si son necesarias para instalaciones de red genéricas
o específicas de un sistema.
Estas nuevas bases de Han-INOX de harting se desarrollaron
originalmente en respuesta a las demandas específicas de los
clientes, teniendo en cuenta las aplicaciones concretas en las
que se van a utilizar los nuevos productos. Los primeros ejemplos de la nueva gama que estarán disponibles son los tamaños
Han 10B y Han 3A.
Todos los componentes de maquinaria deben cumplir criterios
especiales, especialmente en entornos sometidos a contaminación rápida, y también en zonas donde la higiene es la máxima
prioridad. Las bases no deben presentar aberturas innecesarias,
orificios ciegos ni muescas. Además, las superficies deben ser
predominantemente lisas para garantizar que no se formen depósitos de suciedad y que las zonas importantes se puedan limpiar
con facilidad. Estos criterios se aplican sobre todo a la producción
de alimentos y bebidas, pero también se encuentran en el sector
del embalaje.
harting ha desarrollado productos adecuados para cumplir estos
requisitos tan sofisticados. En el caso de la Han 10B, los tornillos
internos de fijación de la base, junto con la forma redondeada de
la totalidad de la caja del conector, hacen que la limpieza resulte
una operación sencilla tras la cual no quedan residuos.
La múltiples combinaciones posibles de bases Han-INOX con aislantes de contactos harting estándar cubren una amplia gama de
posibles usos. Las aplicaciones en los sectores de la alimentación
y el embalaje son sólo un aspecto.
En consecuencia, con el sistema Han Modular queda abierto el
camino para su uso en una gran variedad de posibles aplicaciones, desde sensores y actuadores (lectores electromagnéticos, interruptores limitadores, motores, etc.) hasta sistemas de control a
niveles de red central (comunicaciones de sistemas de bus).
El uso de aceros inoxidables resistentes a la corrosión tiene una
importancia fundamental siempre que sea necesario que los
componentes cumplan niveles de seguridad y protección máximos. Además de las ya mencionadas, otras áreas de aplicación
habituales son la industria aeroespacial, el transporte, la construcción naval, la minería, la industria tanto en tierra firme como
en alta mar y la construcción.
JüRGEN BÖSCH
Product Manager, Electric
harting Technology Group
[email protected]
Frank Teepe
Market Manager, Electric
harting Technology Group
[email protected]
67
tec.News 15: Cooperación global
Thomas Heimann
Situarse a la cabeza a través de la innovación
Mayor capacidad innovadora gracias a la evaluación sistemática
de los factores e indicadores de éxito
Para afianzar y desarrollar el éxito en el mercado de una empresa, los productos y tecnologías tienen que desarrollarse de forma continuada. Esto supone
la creación de las condiciones óptimas dentro de la empresa para generar la
mayor capacidad innovadora posible. La creciente importancia del papel de
las pequeñas y medianas empresas (pymes) demuestra que las
innovaciones no son un argumento exclusivo para las ventas de
las grandes empresas. El proyecto InnoKMU se inició para evaluar el potencial innovador de una empresa de tamaño pequeño
o mediano y para tomar las medidas adecuadas para mejorarlo.
harting es uno de los iniciadores y socios de este
proyecto, que cuenta con los fondos del Ministerio
Federal Alemán de Educación y Desarrollo (BMBF).
Los resultados de una evaluación como ésta permiten a los participantes reconocer sus puntos fuertes y débiles, y también medir sus avances o hacer
comparaciones
con otros colaboradores, como
los clientes y los
bancos.
68
harting tec.News 15 (2007)
¿Cuáles son los factores importantes que influyen en el aumento de la rentabilidad y el crecimiento?
Aumento de la capacidad innovadora
Reducción de costes
Nuevos mercados a través de la
internacionalización
Énfasis en las competencias básicas
Gestión de precios activa
Aumento de la eficiencia de capital
Nuevos segmentos de negocio a
través del crecimiento orgánico
Nuevos segmentos de negocio a través de
adquisiciones/asociaciones
2
Significación
baja
3
4
5
Significación
muy alta
Fuente: ADL-study, Fraunhofer IAO, IAT Universidad de Stuttgart
Fig. 1: Aumento de la capacidad innovadora
Método
Un proceso de innovación es en general muy complejo, sin limitarse meramente a la propia innovación técnica. Para llevar a cabo un análisis específico, la innovación en conjunto
debe ser transparente en varias divisiones. Se evalúan nueve
áreas que reflejan la cultura de la innovación dentro de una
empresa (véase Fig. 2). Se definen los principales factores de
éxito específicos (CSF) de cada área. Se trata de factores que
pueden ser formulados por la empresa y que tienen un efecto
especialmente importante en el éxito de los proyectos de innovación. Los factores de éxito individuales se transfieren derivando los parámetros cualitativos y cuantitativos en variables
mensurables. Para poder comparar estos valores específicos
de la empresa con los de otras empresas, tienen que representarse en una escala uniforme. El punto de referencia en el que
se determinan los valores comparativos específicos del sector
para los parámetros pertinentes en las áreas constituye la base
de esta escala.
Para permitir una interpretación de los distintos parámetros,
éstos se representan en un modelo de madurez (Fig. 3). Las
medidas para mejorar la capacidad innovadora se derivan posteriormente a partir de este modelo.
Caso práctico
harting ofreció un caso práctico con un MID de dos componentes. Un MID (dispositivo de interconexión moldeado) es una
PCB tridimensional moldeada por inyección que se puede fabricar mediante varios métodos. El moldeado por inyección de
dos componentes (2K-MID) es especialmente adecuado para la
fabricación de bajo coste. El MID se compone de dos plásticos
diferentes, a uno de los cuales se le puede aplicar posteriormente un recubrimiento conductor en el transcurso de un proceso
químico (Fig. 4). El método 2K-MID ya es conocido, pero aumentar la miniaturización de los componentes requiere estructuras
cada vez más finas. La intención era reducir las estructuras de
Cultura de la innovación
Competencia
y
conocimiento
Estrategia
Tecnología
Proceso
Producto
y
servicio
Mercado
Estructura
y
red
Gestión de proyectos
Fraunhofer IAO, IAT Universidad de Stuttgart
Fig. 2: Áreas de evaluación de las innovaciones
69
tec.News 15: Cooperación global
conductores en tira de los 600 µm habituales a los 200 µm. Anteriormente no era posible fabricar componentes de este tamaño
y complejidad. A nivel tecnológico, el mayor desarrollo sistemático de los métodos de procesamiento existentes y el desarrollo
de estrategias para crear componentes de herramientas eran
esenciales para cumplir los objetivos. El análisis realizado reveló que el aspecto tecnológico era un factor clave para el éxito,
como lo era la presencia de una cultura de la innovación positiva con una estructura excelente y una gestión anticipativa de la
innovación interna (desde la definición, montaje y tecnología de
conexión del producto, pasando por el marketing y la entrega
hasta la homologación de los componentes y procesos).
Además, los fabricantes de máquinas EDM, fabricantes
Índice
de plásticos y una empresa de galvanoplastia estaban
implicados en el desarrollo.
Estrategia
Estrategia
Competencias y conocimiento
Gestión de proyectos
Cultura de la innovación
Competencia
Tecnología
Cliente
Producto
Servicio
Estructuras y redes
Procesos
Nivel de madurez
Nivel de madurez 1
principiante
Nivel de madurez 2
intermedio
Nivel de madurez 3
innovador
Existe una estrategia
de innovación,
derivada de la
estrategia corporativa
Vinculación coherente
de la estrategia
de innovación con
las categorías
pertinentes
Puesta en práctica
y aplicación de
la estrategia de
innovación
…
…
…
Tecnología
Producto y servicio
Gestión de proyectos
Nivel de madurez 3: innovador
Nivel de madurez 2: intermedio
Nivel de madurez 1: principiante
Máxima calidad en la
innovación
Resumen
Gracias a la miniaturización de 2K-MID, harting ha
conseguido afianzar su liderazgo del mercado y ahora
se encuentra en una posición que le permite ofrecer
a sus clientes no sólo la tecnología de herramientas
adecuada, sino también experiencia en el campo de
la optimización de productos y la asistencia al desarrollo. Sobre la base del análisis realizado, fue posible
determinar varios indicadores de éxito y deducir los
pasos iniciales necesarios para mejorar la capacidad
innovadora.
Resultado de la autoevaluación
Definición de los paquetes de medidas
> Uso de métodos con respecto a los
campos a mejorar
> Recomendaciones de diseño para alcanzar
el siguiente nivel
Fig. 3: Modelo de madurez
Fig. 4: MID moldeado por inyección de 2 componentes
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THOMAS HEIMANN
Project Manager, Applied Technologies
harting Technology Group
[email protected]
harting tec.News 15 (2007)
tec.News 15: Cooperación global
Oktay Yalcin & Sven Holtgrewe
El éxito común comenzó en el Bósforo
Estambul, una ciudad que abraza a dos continentes dividida
por el Bósforo, una ciudad en la que el Oriente se encuentra
con el Occidente. Innumerables edificios dan testimonio de la
historia única de Estambul (anteriormente Constantinopla)
en el cruce ideológico entre las culturas cristiana e islámica.
Estambul cuenta con muchas atracciones irrepetibles: ante
todo, la famosa Hagia Sofia, una antigua basílica cristiana
que posteriormente se convirtió en mezquita y que es un impresionante museo desde 1932. La mezquita azul está situada
justo enfrente de Hagia Sofia. Esta mezquita es uno de los
hitos más importantes de la arquitectura islámica.
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tec.News 15: Cooperación global
medidas para el desarrollo integral desde mediados de los años
80 (proyecto GAP con embalses, centrales eléctricas, electrificación, sistemas de irrigación, industria agrícola, carreteras,
telecomunicaciones).
Aunque el aumento del PIB de Turquía mostró importantes fluctuaciones en los años 80 y 90, la media se mantuvo en torno al
5 %. En relación con el crecimiento de población, que es todavía
del 1,53 %, esto no fue suficiente para reducir significativamente la diferencia de renta per cápita en comparación con otros
países de la OCDE En 2001, la espectacular crisis económica y
financiera provocó la recesión más grave desde 1945. El Fondo
Monetario Internacional (FMI) puso en marcha reformas que,
a pesar de una política fiscal necesariamente estricta, tuvieron
la recompensa del crecimiento continuo (casi el 10 % en 2004,
7,6 % en 2006 y 7,5 % en la primera mitad de 2006). La renta
per cápita aumentó significativamente, lo que también se puede
atribuir a la reciente fortaleza de la moneda turca.
Hagia Sophia
Pero Estambul está muy lejos de ser sólo un impresionante
museo al aire libre. Esta ciudad, con sus once millones de habitantes, es el centro económico y el corazón cultural del país.
Es el lugar donde se encuentran lo tradicional y lo moderno,
una ciudad con una enorme diversidad. Los visitantes pueden
sumergirse y perderse en magníficos y coloristas mercados y
bazares, donde el tiempo parece detenerse, y la misma noche
visitar clubes que son en todos los aspectos iguales a sus equivalentes en las cosmopolitas ciudades de Berlín y Londres.
Un rápido desarrollo industrial
Turquía se considera cada vez más un país industrial que se
está desarrollando a una gran velocidad. Turquía occidental en
especial está experimentando un rápido desarrollo industrial,
por ejemplo, en los sectores textil, de automoción, químico, de
construcción de maquinaria y electrónico. En esta región, la
industria ya supone el 30% del producto interior bruto (PIB).
La mayor parte del PIB (alrededor del 60%) se origina en el
sector servicios, y esta cifra continúa aumentando. Las zonas
del este y sudeste de Turquía tienen una infraestructura menos
desarrollada y por lo tanto han seguido siendo zonas predominantemente agrícolas. En el sudoeste del país se han adoptado
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Un aliado en el país
En el año 2000, harting comenzó a evaluar el mercado turco y decidió buscar un aliado comercial en Estambul. Un año
después, harting y GÖKHAN ELEKTRIK Malzemeleri San.ve
Tic.Ltd.Sti firmaron un acuerdo de cooperación. Desde 1987,
GÖKHAN ELEKTRIK ha estado suministrando componentes
y dispositivos eléctricos y electrónicos a distintos mercados.
GÖKHAN ELEKTRIK ofrece a sus clientes servicios de asistencia técnica, almacenes locales y las ventajas de un personal altamente cualificado. La empresa tiene su sede en Perpa Elektrokent y tiene una sucursal en Karaköy para apoyar
activamente a los clientes locales y adquirir nueva clientela.
Perpa Elektrokent es un centro industrial que se inauguró en
1989. Más de 4.500 empresas tienen su sede en este centro, y
hasta 200.000 personas acuden a este lugar en un día laborable normal. En Perpa se ofrecen todo tipo de productos eléctricos para la industria y la construcción. El centro cuenta con
38 kilómetros de carreteras internas que permiten el acceso a
las instalaciones de las distintas empresas. Perpa está considerado como el punto de contacto central para todos los “requisitos” eléctricos en Turquía.
En los últimos años, harting y GÖKHAN ELEKTRIK han seguido desarrollando su cooperación. La atención se centra en
la realización conjunta de presentaciones comerciales y visitas
a los clientes, garantizando que el desarrollo de productos en
harting se ajusta a las necesidades de los clientes. Esta co-
harting tec.News 15 (2007)
Perpa
laboración ha obtenido distintos éxitos hasta el momento: a
continuación se describen dos de las aplicaciones realizadas
conjuntamente por las dos empresas.
Elaboración de planchas metálicas con la
infraestructura de harting
BAYKAL es un fabricante turco de máquinas para planchas
metálicas como prensas plegadoras, cortadoras y máquinas
troqueladoras. La empresa se fundó en 1950 y tiene alrededor
de 600 empleados trabajando en tres fábricas, con una zona de
producción total de 60.000 m2. BAYKAL utiliza los productos de
harting en una gran variedad de áreas diferentes: Por ejemplo,
los conectores harting se utilizan para la conexión entre el
pedal y la consola del operador de las máquinas.
Transporte ferroviario con conectores harting
TÜVASAS, el fabricante turco de vagones de mercancías, emplea a más de 1.100 trabajadores y 400 empleados y directivos
asalariados. La empresa repara y mantiene vehículos ferroviarios, vagones de cercanías para distancias cortas o medias,
trenes eléctricos, vagones restaurante, etc. Los últimos vehículos ferroviarios (TVS 2000) son muy cómodos y cuentan con
todos los avances disponibles actualmente. Los vehículos ferroviarios tienen bogies, permiten alcanzar velocidades de hasta
200 km/h e incorporan de forma habitual sistemas de cierre automático de las puertas, sistemas de aire acondicionado, asientos ergonómicos, sistemas de sonido modulares, etc. TÜVASAS
comenzará pronto a fabricar vagones de vía estrecha, trenes
metropolitanos y tranvías para el transporte público local.
Como empresa de futuro, TÜVASAS invierte en buena calidad
y servicio eficiente, y trabaja con empresas que cuentan con
la experiencia necesaria en el tráfico ferroviario. TÜVASAS
necesitaba un conector muy resistente de clase de protección
IP 68 para utilizar en la parte inferior de los vagones. Después
de pensarlo detenidamente, harting recomendó la base de conector HPR con módulo de conexión de tornillo axial para su
uso con el convertidor de corriente nominal.
Turquía, país socio en la Feria de Hanover 2007
Alemania es el socio comercial más importante de Turquía, y
las relaciones entre ambos países se están desarrollando de
forma continuada. Sin embargo, las distintas posibilidades de
cooperación con un país que ofrece unas oportunidades tan
increíbles tanto para el mercado como para el crecimiento económico también pueden dar un nuevo impulso a la economía
mundial. Esta es una de las razones por las cuales se eligió a
Turquía como país socio para la Feria de Hanover 2007. Y también es una razón por la que harting y GÖKHAN ELEKTRIC
continuarán desarrollando y ampliando su colaboración.
Oktay Yalcin
Sales Engineer
Gökhan Elektrik
Istanbul, Turkey
Prensas plegadoras CNC de Baykal
Sven Holtgrewe
Director Business Development, Electric
HARTING Technology Group
[email protected]
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t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Jens Wandelt & Horst Blomenkamp
Saber aquí qué está pasando en otro lugar
Infraestructura de comunicaciones en la nueva fábrica de harting en Zhuhai
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harting tec.News 15 (2007)
Zhuhai está situada en el sur de la República Popular China,
en la provincia de Guangdong, frente a la bahía en la que
se encuentra la antigua colonia portuguesa de Macao. Las
grandes ciudades chinas de Guangzhou y Shenzhen están
cerca. Zhuhai se desarrolló en 1979 a partir de una pequeña
población y debe su crecimiento meteórico al hecho de que
fue una de las cuatro primeras zonas económicas especiales
establecidas en China. En 2002 la población de la zona de
Zhuhai había alcanzado los 1,2 millones. Esta ciudad costera es conocida como la “ciudad romántica” y no es sólo un
destino vacacional habitual, sino que también es popular
entre los hombres de negocios de la cercana Hong Kong, que
hacen regularmente la travesía de 60 minutos para pasar allí
el fin de semana. Ya en 1998 harting estableció una filial en
Zhuhai, donde una plantilla de 150 empleados produce una
amplia gama de productos harting. Algunos ejemplos representativos son la serie Han, la familia har-bus y MiniCoax.
Nuevo edificio en el parque industrial
En respuesta a la creciente demanda de capacidad de producción y la falta de oportunidades de expansión en sus actuales
instalaciones de Zhuhai, harting está construyendo una nueva planta en el parque industrial “Zhuhai Hi-tech Innovation
Coast”. Varias empresas conocidas ya se han instalado en este
recinto de 2,88 kilómetros cuadrados cerca de la universidad de
Zhuhai. La infraestructura es excelente; por ejemplo, la norma
es que los enlaces con las redes de telecomunicaciones sean de
fibra óptica. Los cortes de energía debidos a la falta de capacidad de suministro pueden ser aquí una cosa del pasado.
En la primera fase la nueva planta constará de un edificio de
producción de tres pisos con una superficie de 4.500 m2 y un
almacén de dos pisos con 2.700 m2. Las oficinas de administración se alojan en la sección delantera del edificio de producción
principal. Esta instalación está pensada de modo que se pueda
ampliar la planta con una fábrica adicional.
El próximo ejercicio económico harting tiene previsto aumentar el número de empleados en Zhuhai hasta los 230, lo que
por supuesto supondrá un aumento del número de usuarios
informáticos. Además de las funciones convencionales como el
correo electrónico, Internet y el uso compartido de archivos, habrá también un aumento proporcional del número de usuarios
del sistema ERP (Enterprise Resource Planning, planificación
de recursos de la empresa).
Conexión WAN con la oficina principal
Para garantizar que los procesos comerciales son rápidos y
eficaces, todas las empresas de harting en todo el mundo están enlazadas entre sí y con la oficina principal en Alemania a
través de una red de gran amplitud (WAN). Las plantas están
enlazadas en red utilizando la tecnología de VPN (red privada
virtual) más avanzada. Proteger la red frente a los ataques externos y a la penetración o intercepción sin autorización es una
de las máximas prioridades, que se complementa con exigentes
medidas de seguridad en los terminales de usuario.
harting dispone de otro centro informático en Espelkamp desde el cual se pueden servir a todo el mundo las principales aplicaciones comerciales. Entre éstas están el correo electrónico e
Internet, el sistema de información de mercancías, el sistema de
informes, la gestión de las relaciones con el cliente y el sistema
de desarrollo CAD entre plantas. Esta estructura permite llevar
un registro centralizado con la opción de archivo y copia de
seguridad centralizados, además de garantizar que los costosos
recursos de ancho de banda se utilizan eficazmente. Incluso en
una época en la que las redes profesionales utilizan conexiones
DSL de banda ancha, el ancho de banda sigue siendo un factor
de coste decisivo. La gestión específica y eficaz del ancho de
banda es esencial si queremos que todos los usuarios disfruten
de unos tiempos de respuesta de las aplicaciones aceptables.
Todo a través de un solo cable en Zhuhai.
La disposición de la infraestructura informática en la planta de
harting en China se basa en un principio que resume el futuro
de las comunicaciones electrónicas: “Todo a través de un solo
cable”. Tras este slogan se esconde la estrategia de utilizar un
sistema de un solo cable para cubrir todas las aplicaciones.
Incluso en la actualidad es todavía una práctica común instalar
dos o más infraestructuras de comunicaciones: Es probable que
una sea un sistema de cableado de telecomunicaciones convencional para conectar teléfonos, aparatos de fax, sistemas de
acceso en las puertas, etc. A continuación se instala un sistema
de cableado informático en paralelo para conectar ordenadores,
etc. Aunque en las zonas de producción se suele instalar con
frecuencia un tercer sistema de buses de campo para controlar
la planta y la maquinaria, el planteamiento de harting, no sólo
en Zhuhai, es utilizar una sola infraestructura para realizar las
tres tareas. Seguir el modelo OSI quiere decir que se escoge un
medio de transmisión adecuado para los tres aspectos de uso.
Las conexiones normalizadas no sólo reducen los costes, sino
que permiten la integración de las tres áreas.
75
t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Modelo de la planta de HARTING en Zuhai.
En el ámbito informático, Ethernet se ha impuesto en todo el
mundo como la tecnología de transmisión preferible para la
capa 2 de OSI. La red en anillo y FDDI han quedado relegadas
a las páginas de historia. Las redes de 10 Mbit/s de la primera época han evolucionado hasta convertirse en redes de
1Gbit/s totalmente conmutadas. En la actualidad, la mayoría de
los ordenadores de sobremesa y portátiles incluyen una tarjeta
de red con capacidad de transmisión Ethernet Gbit como equipamiento estándar. Gracias al enorme crecimiento de Internet,
IP (Protocolo de Internet) se ha convertido en el protocolo más
utilizado en la capa 3.
Las tres áreas, es decir,
– aplicaciones de oficina estándar (desde el correo electrónico
hasta CAD/PLM);
– telecomunicaciones convencionales; y
– aplicaciones industriales (ERP, automatización),
se pueden servir a través de una red Ethernet utilizando IP.
Para establecer una infraestructura normalizada de este tipo
en la nueva planta de Zhuhai era necesario seleccionar un sistema de cableado apropiado y los componentes adecuados. El
cableado de límite (próximo a los sistemas de usuario) se basa
en cables Cat6. Sin embargo, el gran tamaño del edificio significa que el límite de 100 m del cableado de cobre se alcanza
rápidamente, de modo que las distintas zonas de la planta están enlazadas por un troncal de fibra óptica. Utilizando fibras
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ópticas multimodales se pueden salvar distancias de hasta
550 metros a 1 Gbit/s.
También se utilizan con fines de conexión componentes que
cumplen los requisitos de Cat6. En el entorno de fabricación
de harting se utilizan productos como la salida industrial
push/pull RJ45. Los componentes activos de las zonas de oficina
proceden de Cisco, mientras que en las zonas de producción se
emplean switches harting. Como primer paso se ha optado por
los switches de 10 puertos mCon3100 con protección IP30.
En Zhuhai las funciones de telecomunicaciones en el sentido
tradicional las proporciona CallManager 4.2 de Cisco, equipado
con dos servidores redundantes. Las conexiones a los servicios
de telecomunicaciones externos convencionales se llevan a cabo
mediante pasarelas. Los faxes estándar se conectan mediante
adaptadores de terminal, y los usuarios disponen de teléfonos
IP de las series 7970G y 7912G. Las comunicaciones también
se complementan con una solución de fax electrónico enlazado
con el sistema de correo electrónico.
La red está diseñada para conseguir el fin y el rendimiento
deseados y se despliega en forma de estrella desde la sala del
servidor central. Todos los sistemas locales importantes están
instalados en la sala del servidor junto con las conexiones a los
proveedores externos (Internet/telefonía).
harting tec.News 15 (2007)
Se aplican normas de seguridad definidas estrictamente en
todas las instalaciones de harting. En Zhuhai estas normas
se complementan con algunas consideraciones especiales que
se aplican a una red convergente. En principio las tres áreas
de oficina, comunicaciones y producción son servidas y segregadas por sus propias VLAN (LAN virtuales). Como las áreas
permanecen separadas lógicamente entre sí en la capa 2, todo
el tráfico entre ellas pasa a través de los switches centrales de
la capa 3. Esto quiere decir por ejemplo que a una planta de
producción segura se puede acceder sólo desde ordenadores
específicos. Otros sistemas no pueden conectarse a esta planta
a través de la red.
Con respecto a los componentes de VoIP, hay algunos requisitos
adicionales que se deben cumplir para garantizar la calidad
de servicio de la red (QoS, Quality of Service). En contraste
con la comunicación de datos convencional, la comunicación en
tiempo real como las llamadas de voz es muy susceptible a las
latencias, perturbaciones oscilatorias y pérdidas de paquetes.
Por otro lado, los usuarios de sistemas de comunicación de voz
esperan la calidad de RDSI habitual. Para utilizar una solución
de VoIP en una LAN es esencial que la red esté totalmente
conmutada. Aunque en este caso estamos hablando de una red
de alto rendimiento de 100 Mbits/s, hay espacio para algunas
características de QoS adicionales que contribuyen a la estabilidad y calidad del entorno. harting ha optado por una solución
homogénea con switches y teléfonos IP de Cisco, lo que simplifica la puesta en funcionamiento de una VLAN de voz que esté
priorizada. Los switches son “obligados” a dar al paquete VLAN
de voz un tratamiento preferente en todo momento.
El futuro de la comunicación
En el campo de las comunicaciones de voz, VoIP se ha convertido en el estándar aceptado para los nuevos sistemas. En el
futuro, los sistemas de telecomunicaciones tradicionales sólo
desempeñarán un papel secundario. Aparte de decidir entre
un sistema central tradicional o basado en VoIP, la tendencia
en tecnología de transmisiones está también alejándose de las
redes de telecomunicaciones en favor de IP. También en las
rutas transatlánticas la proporción de comunicación IP está
aumentando constantemente. La persistencia de esta tendencia
es evidente en el mercado empresarial, en el que las empresas
están intentando ahorrar sobre todo en sus comunicaciones
internas con la ayuda del VoIP. Se da una situación parecida en
el campo de las soluciones de videoconferencia. Las videoconferencias empiezan a ser una parte cada vez más común de la
Mayor eficacia gracias a la solución Unified Communication de Cisco.
vida en la oficina ahora que la facilidad de uso del software
permite al personal integrar este medio de forma rápida y eficaz en su jornada laboral.
Una infraestructura de red convergente basada en componentes
estables proporciona los cimientos de todas estas nuevas oportunidades. La integración de una solución VoIP en un cliente
de correo electrónico como MS Outlook permite a los usuarios
marcar directamente desde los datos de contacto guardados.
Han quedado atrás los tiempos en los que era necesario hacer
un esfuerzo extraordinario para actualizar los directorios telefónicos o las listas de marcado rápido. La integración directa
con un sistema CRM permite por ejemplo al personal de ventas
ver los detalles de los pedidos actuales que se muestran en
el momento que un cliente llama. Otra cuestión candente es
la administración de presencia (presence management), una
tecnología que ha pasado con éxito del ámbito privado a formar
parte de la vida en la oficina. Los rápidos y sencillos sistemas
de mensajería se están convirtiendo en otra opción de comunicaciones privilegiada.
Las oportunidades que ofrece una infraestructura de red
convergente deben tenerse siempre en cuenta en relación con
los requisitos correspondientes. En una empresa global como
harting, la gestión estricta del ancho de banda es esencial. El
uso de aplicaciones en tiempo real como las conferencias de voz
y vídeo en múltiples lugares requiere inversiones en enlaces
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t e c . N e w s 15 : M u n d o au to m at i z a d o
Oficina
Edgeswitch
Fax /
teléfono analógico normal
E-Fax
Cisco ATA 186
Cat 2960
China
Telecom
PSTN
Puerta de enlace
Impresora con adaptador
Ethernet
Gestor de llamadas 1
mCon3100A
Switch de distribución
Router
Cortafuegos
Ordenador
Ordenador
Switch de distribución
Teléfono IP
CNC
Internet
Router
Gestor de llamadas 2
Servidor CAD
Servidor de
archivos
Topología de la nueva red de planta de Zhuhai
de transmisiones adecuados y una estrategia de QoS coherente. Especialmente cuando los lugares están muy distanciados,
los tiempos de latencia tienen una gran importancia. También
en este aspecto los costes y beneficios requieren un estudio
exhaustivo.
Conclusión
La convergencia entre redes de voz y de datos ya está muy
avanzada. VoIP ha ocupado el lugar de los sistemas telefónicos
tradicionales. Se han establecido nuevos modelos de negocio
y nuevos servicios. Las plataformas abiertas y los estándares
abiertos han fomentado la competencia y acelerado el desarrollo
de mejores productos a menor coste. Ethernet y el protocolo IP
han salido vencedores. En el campo de las aplicaciones industriales, en el que todavía dominan las soluciones independientes, esta convergencia está todavía en sus inicios. Tanto usuarios como fabricantes todavía son reacios a abrir sus sistemas
segregados, prefiriendo mantenerse fieles a las soluciones aisladas. Al final prevalecerá el valor añadido por la convergencia
de red, y como en el caso de la integración de la voz en las redes
informáticas, la seguridad y la estabilidad de las nuevas soluciones demostrarán ser los factores convincentes. Finalmente,
la infraestructura requerida por las aplicaciones de oficina,
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multimedia y Ethernet industrial se desarrollará sobre una sola
plataforma. Y esa plataforma es Automation IT.
En Zhuhai harting está aplicando este planteamiento orientado
hacia el futuro con una solución uniforme desde la oficina hasta
la producción. Este concepto se presentó en conjunción con el
socio de harting Cisco Systems en la feria de Hanover en 2006.
En la nueva planta de Zhuhai se está aplicando este concepto
en conjunción con tecnología avanzada para demostrar la capacidad tanto del equipo como de la asociación. Con el liderazgo
de Cisco en el campo de la integración de voz / datos, en combinación con las soluciones industriales probadas de harting,
Automation IT se está convirtiendo en una realidad.
JENS WANDELT
Project Manager IT-Infrastructure Zhuhai and Sibiu
harting Technology Group
[email protected]
HORST BLOMENKAMP
Manager IT-Infrastructure
harting Technology Group
[email protected]
harting tec.News 15 (2007)
tec.News 15: Asistencias a ferias de HARTING 2007
Asistencias a ferias
de HARTING 2007
16.04. – 20.04.
Alemania, Hanover, Hannover Messe
16.04. – 20.04.
EE. UU., Detroit, SAE Show
17.04. – 19.04.
Reino Unido, Birmingham, Traffex 07
19.04. – 22.04.
Corea, Seúl, Expo Comm
23.04. – 27.04.
Brasil, Sao Paulo, FIEE
24.04. – 27.04.
Ucrania, Kiev, ELCOM 2007
16.05. – 19.05.
Corea, Changwon, KOFAS
21.05. – 24.05.
China, Guangzhou, Chinaplas
22.05. – 25.05.
República Checa, Nitra, MSV NITRA 2007
07.06. – 09.06.
Japón, Yokohama, Exposición sobre detección a
través de información en imágenes
12.06. – 14.06.
Francia, Lille, SIFER
19.06. – 22.06.
Singapur, Singapur, Communic Asia
28.06. – 30.06.
China, Pekín, Wind Power Asia
04.07. – 07.07.
Vietnam, Ho Chin Minh, MTA Vietnam
18.07. – 21.07.
Malasia, Kuala Lumpur, Industrial Automation
04.09. – 06.09.
Finlandia, Helsinki, ELKOM 2007
04.09. – 07.09.
Suiza, Basilea, GO-Ineltec
05.09. – 08.09.
Rusia, Nizhniy Tagil, Magistral
12.09. – 14.09.
India, Delhi, ELCOMP
18.09. – 22.09.
Alemania, Husum, HusumWind 07
24.09. – 26.09.
Reino Unido, Birmingham, PPMA
01.10. – 05.10.
República Checa, Brno, MSV 2007
27.11. – 29.11.
Alemania, Núremberg, SPS/IPC/DRIVES
79
Austria
HARTING Ges. m. b. H.
Deutschstraße 3, A-1230 Wien
Phone +431/6162121; Fax +431/6162121-21
E-Mail: [email protected]
Belgium
HARTING N.V./S.A.
Z.3 Doornveld 23, B-1731 Zellik
Phone +322/4660190; Fax +322/4667855
E-Mail: [email protected]
Brazil
HARTING Ltda.
Av. Dr. Lino de Moraes, Pq. Jabaquara, 255
CEP 04360-001 - São Paulo - SP - Brazil
Phone +5511/5035-0073; Fax +5511/5034-4743
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com.br
China
Zhuhai HARTING Limited, Shanghai Branch
Room 5403, 300 Huaihai Zhong Road
Hong Kong New World Tower, Luwan District, P.R.C
Shanghai 200021, China
Phone +86 21 - 63 86 22 00, Fax +86 21 - 63 86 86 36
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com.cn
Czech Republic
HARTING spol. s.r.o.,
Mlýnská 2, 16000 Praha 6
Phone +420 220 380 460; Fax +420 220 380 461
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.cz
Finland
HARTING Oy
Teknobulevardi 3-5, PL 35; FI-01530 Vantaa
Phone +358 9 350 873 00; Fax +358 9 350 873 20
E-Mail: [email protected]
France
HARTING France
181 avenue des Nations, Paris Nord 2
BP 66058 Tremblay en France
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
Phone +33149383400; Fax +33148632306
E-Mail: [email protected]
Germany
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Postfach 2451 · D-32381 Minden
Simeonscarré 1 · D-32427 Minden
Phone (0571) 8896-0; Fax (0571) 8896-282
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com
Office Germany
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
Blankenauer Straße 99; D-09113 Chemnitz
Phone +49 0371 429211; Fax +49 0371 429222
E-Mail: [email protected]
Great Britain
Poland
Hong Kong
Portugal
HARTING Ltd.
Caswell Road; Brackmills Industrial Estate
GB-Northampton, NN4 7PW
Phone +441604/766686, 827500
Fax +441604/706777,
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.co.uk
HARTING (HK) Limited, Regional Office Asia
Pacific
4208 Metroplaza Tower 1, 223 Hing Fong Road
Kwai Fong, N. T., Hong Kong
Phone +852/2423-7338, Fax +852/2480-4378
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com.hk
Hungary
HARTING Eastern Europe GmbH
Magyarországi Kereskedelmi ­Képviselete
1119 Budapest; Fehérvári út 89-95, II. emelet 217/A.
Phone +36-1-205 3464; Fax +36-1-205 3465
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.hu
India
HARTING India Private Limited
No. D, 4th Floor, 'Doshi Towers'
No. 156 Poonamallee High Road,
Kilpauk, Chennai 600 010, Tamil Nadu, Chennai
Phone +91-44-4356 0415/6; Fax +91-44-4356 0417
E-Mail: [email protected]
Internet: www.HARTING.com
Italy
HARTING SpA
Via Dell' Industria 7; I-20090 Vimodrone (Milano),
Phone +3902/250801; Fax +3902/2650597,
E-Mail: [email protected]
Japan
HARTING K. K.
Yusen Shin-Yokohama 1 Chome Bldg., 2F
1-7-9, Shin-Yokohama; Kohoku-ku, Yokohama
222-0033 Japan
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Korea
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Sungnam-City, Kyunggi-do, 463-828, Korea
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Phone +48 71-352 81 71 ; Phone +48 71-352 81 74
Fax +48 71-320 74 44
E-Mail: [email protected]
Internet : www.HARTING.pl
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08029 Barcelona (Spain)
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Singapore
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Singapore 179803
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