Lapp Group es uno de los fabricantes y proveedores más importantes de cable flexible, conectores industriales, cables premontados y tecnología para la automatización industrial. Entre sus gamas más famosas de productos se incluyen los cables de alimentación y control ÖLFLEX®, los cables de datos UNITRONIC®, los cables de fibra óptica HITRONIC®, los conectores glándula SKINTOP®, los sistemas de protección y guía para cables SILVYN®, los sistemas de marcaje FLEXIMARK®, los conectores industriales EPIC® y los sistemas de transmisión de datos para tecnología Ethernet ETHERLINE®. También puede encontrar en nuestra gama todos los accesorios y herramientas necesarios.
Informes y Cotizaciones: Daniel Garcia: dgarcia@lappmexico.com
Tel: 664-625-3024, Cel: 664-306-2045
3. Automatización
TEMARIO:
-Conceptos Básicos de Automatización
- Introducción Automation Guide
- Cordset
- FieldBus Modules Active
-FieldBus Profibus
- FieldBus CAN / CANopen
- Fieldbus DeviceNet
- Cordsets: Profibus / CAN /DeviceNet
- Competidores Fieldbus
- Cross Reference y Herramienta de selección
- Uso del AUTOMATION GUIDE
- Nueva AUTOMATION GUIDE for Servo Motors / Drives and BUS Systems
- Etherline
- Hitronic
- Cables de Instrumentación
- Preguntas
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6. Automatización
Definición:
Un sistema de control manipula indirectamente los valores de un
sistema controlado. Su objetivo es gobernar un sistema sin que el
operador intervenga directamente sobre sus elementos. El operador
manipula valores de referencia y el sistema de control se encarga de
transmitirlos al sistema controlado a través de los accionamientos de
sus salidas.
Los primeros sistemas de control surgen en la Revolución Industrial
a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Estaban basados en
componentes mecánicos y electromagnéticos, básicamente
engranajes, palancas y pequeños motores. Más tarde, se masificó el
uso de contadores, relés y temporizadores para automatizar las
tareas de control.
A partir de los años 50 aparecen los semiconductores y los primeros
circuitos integrados sustituyeron las funciones realizadas por los
relés, logrando sistemas de menor tamaño, con menor desgaste y
mayor fiabilidad.. En 1968 nacieron los primeros autómatas
programables (PLC), con unidad central constituida por circuitos
integrados.
A principios de los 70, los PLC incorporaron el microprocesador,
logrando así mayores prestaciones, elementos de comunicación
hombre-máquina más modernos, procesamiento de cálculos
matemáticos y funciones de comunicación, evolucionando en forma
continua hasta el día de hoy.
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7. Automatización
Composición de un Sistema Básico de Control
Valor de referencia: es el valor ideal que se pretende obtener a la salida del sistema controlado. En un sistema
controlado más complejo, la salida es sensada y comparada con el valor de referencia a fin de determinar la diferencia
entre ambas para reducir el error de salida.
Controlador: Regula presiones, temperaturas, niveles y caudales así como todas las funciones asociadas de
temporización, cadencia, conteo y lógica.
Sistema: Es la combinación de componentes que interactúan para lograr un determinado objetivo. En este caso el
sistema es el objeto a controlar.
Entrada del sistema: Es una variable que al ser modificada en su magnitud o condición puede alterar el estado del
sistema.
Salida del sistema: Es la variable que se desea controlar (posición, velocidad, presión, temperatura, etc.).
Perturbación: Es una señal que tiende a afectar el valor de la salida de un sistema. Si la perturbación se genera dentro
del sistema se la denominan interna, mientras que la perturbación externa se genera fuera del sistema y constituye una
entrada.
Sensores o transductores: Captan las magnitudes del sistema, para saber el estado del proceso que se controla.
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8. Automatización
Sistemas de Control de Lazo Abierto
Los sistemas de control de lazo abierto son aquellos en los que la salida no tiene efecto sobre la acción del controlador,
es decir, la salida ni se mide ni se realimenta para compararla con la entrada. Por lo tanto, para cada valor de referencia
corresponde una condición de operación fijada. Así, la exactitud del sistema, depende de la calibración.
Un ejemplo práctico es una lavadora de ropa. Los ciclos de lavado, enjuague y centrifugado en la lavadora se cumplen
sobre una base de tiempos. La máquina no mide la señal de salida, es decir, la limpieza de la ropa. Una lavadora,
verdaderamente automática debería comprobar constantemente el grado de limpieza de la ropa y desconectarse por sí
misma cuando dicho grado coincida con el deseado.
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9. Automatización
Sistemas de Control de Lazo Cerrado
Un sistema de control de lazo cerrado es aquel en el que la señal de salida tiene efecto directo sobre la acción del
controlador. La señal de error actuante, (que es la diferencia entre la señal de entrada y la de realimentación) entra al
control para reducir el error y llevar la salida del sistema al valor deseado. En otras palabras el término ““lazo cerrado””,
implica el uso de acción de realimentación para reducir el error del sistema.
El termotanque que tiene como objetivo mantener la temperatura del agua caliente a un valor
determinado. El termómetro instalado en el caño de salida del agua caliente indica la temperatura efectiva
(esta temperatura es la salida del sistema). El elemento controlador actúa según la posición del dial que
fija la temperatura deseada de salida y la señal de error que actúa como realimentación
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10. Automatización
Clasificación de Sistemas de Control según el tipo de Señales
Sistemas de control analógicos:
que intervienen
Manipulan señales de tipo continuo (0 a 10V, 4 a 20 mA,,etc.). Las señales son proporcionales a las magnitudes físicas
(presión, temperaturas, velocidad, etc.) del elemento controlado.
Sistemas de control digitales:
Utilizan señales binarias (todo o nada).
Sistemas control híbridos analógicos-digitales:
autómatas programables
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15. Automatización
Bus de Campo
Dentro de la terminología actual de Control de Procesos, existe el término
““Bus de Campo”. Su nombre deriva de la expresión inglesa “FieldBus”.
Fieldbus es un estándar que denomina a un nuevo tipo de redes de
comunicaciones digitales bidireccionales.
Estas redes son usadas para interconectar instrumentos o dispositivo
inteligentes localizados en el campo o en cuartos de control tales como
controladores, transductores, actuadores y sensores, realizando
funciones de control y monitoreo de procesos y en estaciones de control a
través de software de supervisión
Fieldbus está basado en el desarrollo alcanzado por OSI (Open System
Interconnect), para representar las funciones requeridas en cualquier red
de comunicación. La principal innovación es el cambio de un control
centralizado por un control con redes distribuidas, donde cada periférico
es un dispositivo activo que puede tener las funciones de control,
mantenimiento y diagnóstico, lo cual aumenta la eficiencia del sistema
completo.
Existen diversas versiones de “Bus de Campo” y cada una tiene sus
propias características tanto en lo referente al nivel físico de transmisión
(líneas RS-485, RS-422), como al protocolo de comunicaciones, por lo
tanto, los módulos adaptadores, los drivers y las interfaces no son
intercambiables entre sí, dando lugar a diferentes modelos de “Bus de
Campo”, cada uno con su propio nombre y definición: Fieldbus-Foundation, Modbus, Interbus-S, Controlnet, Profibus, Canbus, etc.
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16. Automatización
RS-485
Cuando se necesita transmitir a largas distancias o con más altas
velocidades que RS-232, RS-485 es la solución. Utilizando enlaces con
RS-485 no hay limitación a conectar tan solo dos dispositivos.
Dependiendo de la distancia, velocidad de transmisión y los circuitos
integrados que utilicemos, se pueden conectar hasta 32 nodos con un
simple par de cables.
El término Half Duplex en un sistema de comunicación se refiere, a que
solamente en un tiempo determinado, el sistema puede transmitir o recibir
información, sin embargo no lo puede hacer al mismo tiempo. En muchos
enlaces del tipo RS-485 se comparte el BUS.
El término Full Duplex se refiere a que un sistema puede transmitir y
recibir información simultáneamente. Bajo este concepto la interfase RS485 está diseñada para sistemas multipunto, esto significa que los
enlaces pueden llegar a tener más de un transmisor y receptor, ya que
cada dirección o sea Transmisión y Recepción tienen su propia ruta.
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17. Automatización
RS-232 RS-422
La siguiente tabla compara los modos de operación, el número total de
líneas transmisoras y receptoras, la distancia máxima y la tasa de
transmisión máxima.
RS-232 es el más común y está incluido en la mayoría de las PCs como
COM1 y COM2. Nótese que las interfaces RS-422 y RS-485 NO están
disponibles con los puertos COM1 y COM2 en la mayoría de las PCs. Sin
embargo, RS-422 es el estándar de las computadoras Macintosh que
cuentan con puerto serial. RS-485 es una versión mejorada de RS-422 y
es más común en la industria.
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18. Automatización
DEFINICIONES BASICAS
En automatización hay que disponer de elementos que nos adapten las magnitudes de referencia (variables de entrada) en
otro tipo de magnitudes proporcionales a las anteriores, de manera que estos últimos sean interpretables por el sistema y así
se pueda realizar un buen control del proceso. Entre los elementos más importantes se encuentran:
Sensor: se define normalmente como el elemento que se encuentra en contacto directo con la magnitud que se va a
evaluar. El sensor recibe la magnitud física y se la proporciona al transductor.
Transductor: De manera general podemos decir que es un elemento o dispositivo que tiene la misión de traducir o adaptar
un tipo de energía en otro más adecuado para el sistema, es decir convierte una magnitud física, no interpretable por el
sistema, en otra variable interpretable por dicho sistema. El transductor transforma la señal que entrega el sensor en otra
normalmente de tipo eléctrico. El transductor suele incluir al sensor.
Captador: es un dispositivo encargado de recoger o captar un tipo de información en el sistema para realimentarla.
Podemos decir por lo tanto que es un transductor que se coloca en el lazo de realimentación de un sistema cerrado para
recoger información de la salida (no suele ser de tipo eléctrico) y adaptarla para poder se comparada con la señal de
referencia. Suele incluir al sensor. En sistemas de lazo abierto o incluso en definiciones de diversos autores, captador y
sensor suelen se la misma cosa.
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19. Automatización
SORES, TRANSDUCTORES, CAPTADORES
Transmisor:
se entiende por transmisor la circuitería que transforma la señal que sale del sensor, transductor o captador y la convierte en
una señal normalizada. Ejemplo: En un circuito eléctrico, un interruptor puede actuar como transductor de entrada a un
sistema de regulación, proporcionando o interrumpiendo una señal eléctrica a través de un cambio de posición. Si embargo,
no puede funcionar como captador, pues su accionamiento se verifica de forma manual, impidiéndose de esta manera la
realimentación automática.
Servosistema: es un sistema en lazo cerrado y entrada variable.
Servomecanismo: es un servosistema en el que la salida es una posición, velocidad o aceleración.
Servomotor: motor con control de posición en lazo cerrado.
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20. Automatización
Sensores y Transductores
En todo proceso de automatización es necesario captar las magnitudes de planta, para poder así saber el estado del
proceso que se controla. Para ello se utilizan los sensores y transductores, términos que se suelen emplear como
sinónimos aunque el transductor engloba algo más amplio. Se puede definir un transductor como un dispositivo que
convierte el valor de una magnitud física en una señal eléctrica codificada, ya sea en forma analógica o digital. Los
transductores que se emplean para conectar autómatas programables a través de las interfaces programables
adecuadas, constan al menos de las siguientes partes que lo componen:
Elemento sensor o captador:
Convierte las variaciones de una magnitud física en variaciones de una magnitud eléctrica (señal).
Tratamiento de la señal:
Si existe, realiza la función de modificar la señal obtenida para obtener una señal decuada (filtrado, amplificación, etc.).
Etapa de salida:
Comprende los circuitos necesarios para poder adaptar la señal al bus de datos o al PLC.
Clasificación de sensores según el tipo de señal de salida:
Analógicos, en los que la señal de salida es un valor de tensión o corriente entre un rango previamente fijado
(normalmente 0-10 V o 4-20 mA).
Digitales, que transforman la variable medida en una señal digital, codificada en pulsos o en alguna codificación digital.
Sensores “todo-nada”, son aquellos que únicamente poseen dos estados, los cuales están separados por un valor
umbral de la variable detectada
Clasificación de sensores según su fuente de alimentación:
Los sensores pasivos requieren de una alimentación para efectuar su función.
Los sensores activos generan la señal sin necesidad de alimentación externa.
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21. Automatización
Sensores y Transductores
Clasificación de sensores según el tipo de magnitud física a detectar:
Posición lineal o angular
Desplazamiento o deformación
Velocidad lineal o angular
Aceleración
Fuerza y par
Presión
Caudal
Temperatura
Presencia o proximidad
Táctiles
Intensidad lumínica
Sistemas de visión artificial.
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22. Automatización
Sensores y Transductores
Especificación de sensores
Todos los sensores deben ser especificados a un punto tal que aseguren ciertos parámetros de funcionamiento. Estas
especificaciones se pueden aplicar tanto a sensores como a actuadores, aunque no en todas son aplicables a todo
sensor o actuador.
Precisión:
Una limitación de los sensores es la precisión, que regula el margen de imprecisión instrumental. Por ejemplo, dado un
sistema de medición de temperatura, de precisión 0,05ºC, cuando su lectura fuese de 37,2ºC significa que la
temperatura del ambiente medido está entre 37,15 y 37,25 ºC
Repetibilidad:
Especifica la habilidad del instrumento para entregar la misma lectura en aplicaciones repetidas del mismo valor de la
variable medida.
Sensibilidad:
Término utilizado para describir el mínimo cambio en el elemento sensado que el instrumento puede detectar
Resolución:
Expresa la posibilidad de discriminar entre valores debido a las graduaciones del instrumento. Se suele hablar de
cantidad de dígitos para indicadores numéricos digitales y de porcentaje de escala para instrumentos de aguja.
Rango:
Expresa los límites inferior y superior de los valores que el instrumento es capaz de medir.
Tiempo de respuesta:
La medición de cualquier variable de proceso puede implicar una demora que debe ser definida adecuadamente. Los
tiempos de respuesta se definen en base al tiempo necesario para obtener una medida satisfactoria.
Histéresis:
Algunos instrumentos presentan un fenómeno de "memoria" que impone una histéresis a su respuesta. En particular, un
sistema de medición de presión podría indicar los cambios de presión según si la presión anterior era más alta o más
baja que la actual.
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23. Automatización
ENCODERS
DEFINICION
El encoder es un transductor rotativo, que mediante una
señal eléctrica ( normalmente un pulso o una señal
senoidal ) nos indica el ángulo girado. Si este sensor
rotatorio lo conectáramos mecánicamente con una
rueda o un husillo, también nos permitiría medir
distancias lineales.
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24. Automatización
ENCODERS
NCODER INCREMENTAL:
Como se muestra en la figura, este encoder entrega
pulsos A y B que indican la posición (cantidad de
pulsos) y dirección (según pulso A adelanta o retrasa
al pulso B), y un pulso Z que indica el origen (por
ejemplo un pulso por revolución). La principal limitación
de este tipo de encoder es que después de un corte de
energía, la posición absoluta es desconocida.
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25. Automatización
PLC
NTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:
Un autómata programable industrial (API) o Programable logic
controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje
no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en
ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.
Un PLC trabaja en base a la información recibida por los
captadores y el programa lógico interno, actuando sobre los
accionadores de la instalación.
Su utilización se da fundamentalmente en aquellas instalaciones en donde es necesario un
proceso de maniobra, control, señalización, etc. , por tanto, su aplicación abarca desde procesos
de fabricación industriales de cualquier tipo a transformaciones industriales, control de
instalaciones, etc.
Sus reducidas dimensiones, la extremada facilidad de su montaje, la posibilidad de almacenar los
programas para su posterior y rápida utilización, la modificación o alteración de los mismos, etc.,
hace que su eficacia se aprecie fundamentalmente en procesos en que se producen
necesidades tales como
Espacio reducido
Procesos de producción periódicamente cambiantes
Procesos secuenciales
Maquinaria de procesos variables
Instalaciones de procesos complejos y amplios
Chequeo de programación centralizada de las partes del proceso
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26. Automatización
PLC
NTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:
Ejemplos de aplicaciones generales:
Maniobra de máquinas
Maquinaria industrial de plástico
Máquinas transfer
Maquinaria de embalajes
Maniobra de instalaciones:
Instalación de aire acondicionado, calefacción...
Instalaciones de seguridad
Señalización y control
Chequeo de programas
Señalización del estado de procesos
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27. Automatización
PLC
NTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:
Ventajas e inconvenientes
No todos los autómatas ofrecen las mismas ventajas sobre la lógica cableada, ello es debido,
principalmente, a la variedad de modelos existentes en el mercado y las innovaciones técnicas que
surgen constantemente
Ventajas
Menor tiempo empleado en la elaboración de proyectos debido a que:
No es necesario dibujar el esquema de contactos
No es necesario simplificar las ecuaciones lógicas, ya que, por lo general la capacidad de
almacenamiento del módulo de memoria es lo suficientemente grande.
La lista de materiales queda sensiblemente reducida, y al elaborar el presupuesto correspondiente
eliminaremos parte del problema que supone el contar con diferentes proveedores, distintos plazos
de entrega.
Posibilidad de introducir modificaciones sin cambiar el cableado ni añadir aparatos.
Mínimo espacio de ocupación.
Menor coste de mano de obra de la instalación.
Economía de mantenimiento. Además de aumentar la fiabilidad del sistema, al eliminar contactos
móviles, los mismos PLCs pueden indicar y detectar averías.
Posibilidad de gobernar varias máquinas con un mismo PLC.
Menor tiempo para la puesta en funcionamiento del proceso al quedar reducido el tiempo cableado.
Si por alguna razón la máquina queda fuera de servicio, el autómata sigue siendo útil para otra
máquina o sistema de producción.
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28. Automatización
PLC
NTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:
Inconvenientes
Como inconvenientes podríamos hablar, en primer lugar, de que hace falta un programador, lo que
obliga a adiestrar a uno de los técnicos en tal sentido, pero hoy en día ese inconveniente esta
solucionado porque las universidades ya se encargan de dicho adiestramiento. El coste inicial
también puede ser un inconveniente
Funciones básicas de un PLC
Detección:
Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.
Mando:
Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.
Dialogo hombre maquina:
Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e
informando del estado del proceso.
Programación:
Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de
programación debe permitir
modificar el programa incluso con el autómata controlando la
maquina
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29. Automatización
PLC
NTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE:
Funciones básicas de un PLC
Redes de comunicación:
Permiten establecer comunicación con otras partes de control. Las redes industriales
permiten la comunicación y el
intercambio de datos entre autómatas a tiempo real. En unos cuantos
milisegundos pueden enviarse telegramas e intercambiar tablas de memoria compartida.
Sistemas de supervisión:
También los autómatas permiten comunicarse con ordenadores provistos de programas de
supervisión industrial. Esta comunicación se realiza por una red industrial o por medio de una simple
conexión por el puerto serie del ordenador.
Control de procesos continuos:
Además de dedicarse al control de sistemas de eventos discretos los autómatas llevan
incorporadas funciones que permiten el control de procesos continuos. Disponen de módulos de entrada
y salida analógicas y la posibilidad de ejecutar reguladores PID que están programados en el autómata.
Entradas- Salidas distribuidas:
Los módulos de entrada salida no tienen porqué estar en el tablero del autómata. Pueden
estar distribuidos por la instalación, se comunican con la unidad central del autómata mediante un cable
de red.
Buses de campo:
Mediante un solo cable de comunicación se pueden conectar al bus captadores y
accionadores, reemplazando al cableado tradicional. El autómata consulta cíclicamente el estado de los
captadores y actualiza el estado de los accionadores
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30. Automatización
Profibus (Process Field Bus)
Historia y evolución:
La base de la especificación del estándar Profibus fue un proyecto de investigación (1987-1990) llevado llevado a cabo
por los siguientes participantes: ABB, AEG, Bosch, Honeywell, Moeller, Landis & Gyr, Phoenix, PhoenixContact,
Rheinmetall, RMP, Sauter-cumulus,Schleicher, Siemens y cinco institutos alemanes de investigación, además de una
pequeña esponsorización por parte del gobierno alemán. El resultado de este proyecto fue el primer borrador de la
norma DIN 19245, el estándar Profibus, partes 1 y 2.
Ambito de aplicación:
Profibus asegura que se pueden comunicar entre sí dispositivos de diferentes fabricantes sin la necesidad de interfaces
de adaptación, soportando una gran variedad de equipos que van desde PC y PLC hasta robots pasando por todo tipo
de dispositivos de campo. Profibus se adapta a la mayor se adapta a la mayoría de las aplicaciones gracias a tres tipos
de configuraciones FMS, DP y PA
Profibus DP (Process Field Bus Decentralized Periphery)
Profibus DP, está diseñado para alta velocidad de transferencia de datos en el nivel de sensores y actuadores. En este
nivel, los controladores tales como los PLC intercambian datos a través de un rápido enlace serial con sus dispositivos
periféricos. El intercambio de datos con estos periféricos es principalmente cíclico. El controlador central (maestro) lee
la información de entrada desde los esclavos y envía de retorno a los mismos la información de salida.
Dispositivos reconocidos:
Profibus DP especifica diferentes tipos de dispositivos. Correspondiendo a distintas aplicaciones existen tres tipos
principales: DP-maestro clase 1 (DPM1), este es el controlador central, el cual intercambia información con las
estaciones esclavas en un ciclo de mensaje definido. Los dispositivos típicos son los PLC, los controles numéricos o los
controladores de robots. DP-maestro clase 2 (DPM2) este tipo de dispositivos se usa para programación, configuración
y diagnóstico del sistema. El dispositivo típico es una PC conectada al bus de datos.
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31. Automatización
Profibus (Process Field Bus)
DP-esclavo,
los esclavos son dispositivos periféricos (sensores, actuadores) que recogen información del campo y emiten
información de salida al PLC. Las estaciones activas (maestros) pueden:
Enviar por iniciativa propia datos a otras estaciones
Solicitar datos de otras estaciones
Las estaciones pasivas (esclavos):
NO pueden intercambiar datos excepto en el caso de que una estación activa les autorice a ello.
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39. Automatización
Automation
Bus:
AB-…
• Cordset: Usado para conectar sensores o actuadores a las cajas de automatización
directamente al sistema de control central
• Box:
Usado para unir todos los cables de los sensores y actuadores en un cable
maestro que está conectado a la unidad central
Sensor o actuator
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Sensor Actuator Cable
AB- C…
Sensor Actuator Cabling Box
AB- B...
Conector Macho
Conector Hembra
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42. Automatización
Usuario Final
Industria de Bienes Capitales
• Fabricantes de Autos y sus proveedores
• Industria de Ingeniería Eléctrica
• Industria de Ingeniería Mecánica
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43. Automatización
Usuarios Finales
Productores de Bienes
• Industria Química y Petroquímica
• Industria Farmacéutica
• Industria del Hule y Plástico
• Industria de Metal
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44. Automatización
Usuario Final
Industria de Bienes de Consumo
• Industria Alimenticia
• Industria Textil
• Industria Papelera y de Impresión
• Industria de Empaque
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46. Automatización
Sensores
Qué es un Sensor ?
Convierte una medición física en una señal eléctrica
Ejemplos:
Temperatura
Presión
Sónico
Humedad
Luminosidad
RPM
Posición
Torque
Proximidad
Luminosidad
Sensores Típicos:
Barrera de Luz
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Contacto
Magnético
Temperatura
52. Automatización
SENSORES
SENSORES DE VIBRACIÓN
Los sensores de vibración se usan en la industria de
fabricación de máquinas. Las máquinas que tengan
una importante oscilación pueden ser identificadas
rápidamente con los sensores de vibración lo que evita
grandes daños. Los sensores de vibración pueden ser
conectados a una pantalla sencilla, lo que permite que
el usuario que trabaja con la máquina tenga un control
del grado de vibración actual, lo que le permite
controlar mejor el proceso de producción. Los
sensores de vibración en combinación con una unidad
de regulación se puede automatizar completamente la
máquina, lo que acelera la producción y evita averías
causadas por vibraciones demasiado fuertes y sus
respectivos costes de reparación.
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55. Automatización
TRANSDUCTORES
DEFINICION
Los transductores son aquellas partes de una cadena de medición que
transforman una magnitud física en una señal eléctrica. Los transductores
son especialmente importantes para que los medidores puedan detectar
magnitudes físicas. Normalmente, estas magnitudes, como por ejemplo
temperatura, presión, humedad del aire, presión sonora, caudal, o luz, se
convierten en una señal normalizada (p.e. 4 ... 20 mA).
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56. Automatización
TRANSDUCTORES
El uso de una señal normalizada analógica permite, en la misma
entrada analógica de un indicador digital, conectar transductores de
cualquier magnitud. El indicador digital debe ser únicamente
escalado. Esto quiere decir que se le debe indicar qué valor que
saca el transductor como magnitud eléctrica corresponde al valor de
la magnitud física. La siguiente imagen muestra la asignación de
una señal de salida 4-20 mA a un rango de temperatura de 0 - 100
ºC
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57. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE DISTANCIA
Los transductores de distancia se usan para obtener en la
producción de por ejemplo piezas especiales, siempre el
mismo espesor o longitud. En un taller de laminación se
usan los transductores de distancia para laminar todas la
piezas de forma idéntica. Los transductores de medición
también encuentran aplicación en el control de nivel. Esto
permite por ejemplo controlar el nivel de diferentes
recipientes, y en combinación con un regulador, controlar
una válvula de descarga, o de introducir más líquido en el
recipiente. Los transductores de distancia pueden ser
usados en lugares donde se necesita trabajar con una
longitud determinada. Un transductor de distancia permite
detectar la longitud de un material y transmitir a un
controlador, por ejemplo una sierra, dónde debe efectuar
el corte
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58. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE LUZ
Los transductores de luz se usan en aquellos lugares
donde por ejemplo es necesario activar una fuente
luminosa artificial cuando disminuye la intensidad de luz
diurna. Los transductores de luz captan la intensidad
luminosa y la convierten en una señal eléctrica para que
un controlador pueda trabajar los valores de medición.
Esto permite por ejemplo que una nave de producción
mantenga la misma claridad, lo que asegura que las
condiciones del puesto de trabajo sean iguales. En
conexión con un registrador de datos puede almacenar
los valores de luminosidad a través de un periodo de
tiempo, lo que permite por ejemplo determinar las horas
de luz solar
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transforma la intensidad de luz hasta
50.000 lux en una señal de 4 ... 20 mA
59. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE GAS
Los transductores de gas detectan diferentes gases y
transforman una concentración actual en una señal eléctrica
puedan ser leídas por indicadores, reguladores y sistemas
de alarma u otros sistemas de análisis. En muchos sectores
se trabaja con gases, por lo que es necesario medir la
concentración mediante transductores de gas. Los gases se
usan como "ingredientes" en procesos de industria, o
aparecen como productos desechables tóxicos. Los lugares
que se usan para almacenar gases deben ser controlados
constantemente para impedir cualquier fuga de gas. Por
último, los transductores de gas se usan también para medir
el nivel de CO2 en oficinas, centros de enseñanza u otros
puestos de trabajo, y actuar en caso que se sobrepasen los
valores límite.
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60. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE PH
Los transductores de pH están disponibles en diferentes
modelos que transforman el valor pH en una señal 4-20 mA. La
ventaja de la conversión del valor de medición directamente en
el lugar de medición mediante un transductor de pH, es que
puede transferir el valor de medición sin ningún tipo de pérdida
en una distancia grande. El cable de conexión de un electrodo
de pH tiene una longitud máxima de 10 m. En caso que la señal
de salida de un electrodo de pH se haya convertido en una señal
4-20 mA, usando para ello un transductor de pH, podrá llevar
una señal a alo largo de vario cientos de metros
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61. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE SONIDO
Los transductores de sonido se usan en aquellos
lugares donde es necesario controlar el nivel continuo
sonoro. Sin importar si necesita controlar rangos
críticos en la producción o grandes actos, los
transductores de sonido permiten medir el nivel de
ruido, y en caso necesario y a través de un
controlador, actuar; por ejemplo, cerrando una ventana
o regulando el volumen. Los transductores de sonido le
ofrecen la posibilidad de conectar un sistema de
alarma externo que le indican al usuario que hay
demasiado ruido.
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62. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE CAUDAL
Los transductores de caudal recogen las velocidades de
flujo de aire o líquidos. Los sensores de caudal usan
diferentes principios de medición. Mediante la velocidad del
flujo las unidades de análisis calculan el caudal o
determinar mediante un contador la cantidad corrida. Hay
transductores de caudal que funcionan sobre la base de
ultrasonido. Esta medición sin contacto tiene la ventaja que
los sensores no están expuestos a golpes de ariete y
medios sólidos. Los transductores de caudal para aire se
usan en el sector de calefacción, ventilación y
climatización. Mediciones que usan el principio
manométrico de una película térmica permiten trabajar en
un amplio rango de temperatura y caudal.
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63. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE HUMEDAD
Los transductores de humedad se usan en aquellos
lugares donde es necesaria una medición precisa de la
humedad del aire. Por ejemplo, los transductores de
humedades se usan en laboratorios en conexión con un
regulador para mantener una humedad constante en el
laboratorio. Los transductores de humedad se usan
también cada vez más en los sectores de calefacción,
ventilación y climatización, o en cualquier otro proceso de
producción donde es necesario controlar la humedad del
aire. Los transductores se suelen conectar a una unidad
de control separada. Los transductores de humedad
convierten la magnitud física de humedad del aire en una
señal normalizada, que la transfiere a un sistema de
control. Esto permite por ejemplo generar una alarma o
apagar un sistema de ventilación al superar un valor
máximo o mínimo predefinido.
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64. Automatización
TRANSDUCTORES
TRANSDUCTORES DE PRESIÓN
Los transductores de presión se utilizan para el control de
sistemas de presión, como por ejemplo, una instalación de
presión de aire. Por otro lado, los transductores de presión
también se pueden usar para controlar presiones en
calderas y dirigirlas mediante un sistema de regulación y
control. La posibilidad de dar como salida una señal
normalizada permite conectar los transductores de presión
a cualquier sistema de regulación, lo que ofrece al usuario
un sin fin de posibilidades de uso. Los transductores de
presión se usan también para el control de sistemas de
filtro.
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65. Automatización
TRANSDUCTORES
ANSDUCTORES DE TEMPERATURA
Los transductores de temperatura se emplean cada
vez más. Tanto en el sector de calefacción, ventilación
o climatización, o cualquier otro lugar donde es
necesario controlar la temperatura en un proceso de
producción. Los transductores de temperatura se
diferencian en el principio de medición. Los
transductores que miden la temperatura mediante la
radiación infrarroja se usan para determinar la
temperatura superficial. Por otro lado existen
transductores de temperatura que vigilan por ejemplo
la temperatura del aire y la transforma en una señal
normalizada. Los transductores de temperatura se
suelen conectar a una unidad de control separada.
Los transductores de temperatura transforman la
magnitud física de temperatura en una señal eléctrica
normalizada que se transfiere a un controlador. Esto
permite por ejemplo, al alcanzar un valor máximo o
mínimo una alarma, o encender o apagar una
calefacción.
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66. Automatización
Actuadores
Qué es un Actuador ?
Un Actuador es un elemento activo dentro de un ciclo de control.
Ejemplos:
Energía Cinética
Indicación de Señales de Status
Switches, Contactores, Relevadores
Actuadores Típicos:
Motores Eléctricos
Actuadores Neumáticos Electro-Magnéticos
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Indicadores Indicadores de Señales
de señales ópticas
acústicas
67. Automatización
Cambio de Tecnología en la Arquitectura de un Sistema
Unidad Centralizada
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Unidad Decentralizada
69. Automatización
Tipos de Cableado
1.Cableado convencional o en paralelo:
El complejo cableado en paralelo genera enormes costes
de material y montaje de los cables.
Otros inconvenientes que presenta son:
El gran trabajo que genera en la fase de proyecto
Los frecuentes errores de cableado
La instalación y puesta en marcha y
El mantenimiento durante la producción (sólo puede
revisarse el cableado “in situ” con un medidor de
tensión).
También aumenta el número de fuentes de error y, con
ello, las paradas de las máquinas y sistemas.
Más del 36% de los paros en las máquinas se deben a
problemas de instalación
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Estos mazos de cables son
muy frecuentes en el cableado
convencional
70. Automatización
Instalación Convencional o en Paralelo
• Cableado Costoso
• Análisis Confuso de errores
• Dificultad para Mantenimiento
• Errores potenciales grandes debido al cableado manual
• Caro
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71. Automatización
Tipos de Cableado
2.
Cableado estructurado (pasivo):
Aquí aparece representado el proceso de un sistema
de revestimiento por pulverización. En este caso , la
diferencia fundamental está en el cableado.
El controlador programable se conecta a los sensores
y actuadores por “Plug & Play” a través de un cable
principal de varios conductores y de una o varias
cajas de distribución.
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73. Automatización
Argumentos de Venta
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• Fá y rá
cil
pido aná
lisis de errores
• Interfaces Estandarizadas
• Bajo porcentaje de error
• Reducció n de costes durante la instalació n
74. Automatización
Tipos de Cableado
3.Tecnología de bus de campo activo:
La figura muestra cómo nuestros componentes
permiten distribuir en la zona de producción distintos
elementos (motores, codificadores de señal, etc.) y
conectarlos “in situ” de forma descentralizada.
Sin embargo, también puede verse el bus (p. ej. ASInterface) que conecta cada caja con el PLC
correspondiente
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77. Automatización
Características Generales
• 4, 6, 8 or 10 x M8 slots
• 4 or 8 x
- single-
M12 slots,
or double-assigned
-
• Caja con LEDs (para sensores PNP)
• Para Voltajes de hasta 120V, sensores NPN
y señales análogas la caja sin LEDs es requerida
• Compatible con el estandar industrial
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81. Automatización
M8 con cable de conexión maestro
• 4, 6, 8 y 10 slots
• Con LEDs
• Orificios de Montaje en el centro
• Cable Maestro de PUR/
PVC
Longitudes de 5 o 10 metros
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82. Automatización
M8 con conexión M12
• 4 y 6 slots
• Conexión continua
(hot plug&play)
• Orificios de montaje en el centro
able de conexión Maestro sobre el conector M12
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83. Automatización
M8 con conexión M16
• 4, 6, 8 y 10 slots
• Conexión continua
(hot plug&play)
• Orificios de montaje en el centro
Cable Maestro de conexión en el conector M16
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84. Automatización
M12 con conexión atornillable
• 4 y 8 slots
• Con o sin LEDs
• Conexión de cable Maestro enchufable
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85. Automatización
M12 con conexión de cable Maestro
• 4 y 8 slots
• hot plug&play
• Con o sin
LEDs
• Cable maestro en PUR/
Ongitud de 5 o 10 metros
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PVC
89. Automatización
Características Generales
• M8 montaje frontal
3- y 4-pos.
Macho/ Hembra
• M12 montaje frontal
4- y 5-pos.
male/
female
• M8 conector para ensamble
3- and 4-pos.
male/
female
• M12 conector para ensamble
4- y 5-pos.
male/
female
• Conexión Atornillable y conexión rápida piercecing
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90. Automatización
Montaje Frontal
• Versión Screw-in
• Versión Screw-in con tuerca plana
• Versión Screw-in que puede ser
posicionada
• Rosca M16 o PG 9
• Conector y socket
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97. Automatización
M12,
conexión atornillable, blindado
• Para longitudes de conductores individuales
• 4- y 5-polos
female/-male con
conexión atornillable
• Diseño recto o angular
de señales de transmisión de Interferencia
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98. Automatización
es de campo con tecnología de conexión rápida M12
• Plug y socket
• 0,14
hasta 0,34
mm²
• 0,34
hasta 0,75
mm²
• 4-polos
• diseño recto
• Ahorro de hasta 80% de tiempo en
mparación con las conexiones atornillables
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99. Automatización
es de campo con tecnología de conexión rápida M12
Solo una parte para deslizarse dentro del
cable
No hay necesidad de pelar los alambres
• Conexión en menos de
un minuto
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100. Automatización
res M8 con tecnología de conexión rápida piercing
• Los conectores M8 más pequeños en el mercado
• Máxima densidad de conexión en
tecnología de conexión rápida
• De fácil manejo
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102. Automatización
Conexión rápida Piercing en 5 sencillos pasos
Paso 2
• Posicionar la tuerca, el sello y el
sujetador tipo jaula sobre el
cable
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103. Automatización
Conexión rápida Piercing en 5 sencillos pasos
Paso 3
• Posicionar el anillo de empalme con
la correcta dirección sobre los cables
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109. Automatización
Características Generales
• M8 / M12
• 3-, 4- y 5-polos
• Con / sin
macho / hembra
LED
• Recto y Angular
• Cable
PUR libre de halógenos
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111. Automatización
ificado
Underwriters
Laboratories
(UL)
• UL listing mark es una aprobación basada en
Estandars públicos
La aprobación es válida para productos finales que pueden
usados de forma universal
Sin problemas en las diferentes autoridades de seguridad
en US y Canada
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112. Automatización
M8 AB- C cable
• Versión de 3- y 4-polos
• Male/
female
• Recto y angular
• Terminación Libre
• Con y Sin LED
• Disponibles con Pin 2 y 4 puenteados
• Longitud de Cable 1.5, 3, 5 y 10 metros
• Cable
PUR libre de halógenos
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113. Automatización
M12 AB- C cable
• Versión 3-, 4- y 5-polos
• Male/
female
• Recto y Angular
• Terminación Libre
• Blindado
• Con o Sin
LED
• Disponible con Pin 2 y 4 puenteado
Longitud de Cable 0.3, 0.6, 1.0, 2.0,
• Cable
PUR libre de halógenos
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5.0,
y 10 metros
119. Automatización
Conector Válvula
• Diseño
A, AD, B, BI, C, CI
• Versión industrial y estandar
• Indicador de Status
y circuito de protección
Pre-ensamblado o cable con terminación abierta
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120. Automatización
Válvulas eléctricas
Ejemplos de aplicación
•Industria Alimenticia
•Industria de Semiconductoes
•Tecnologías Ambientales
•Tratamiento de aguas
•Tecnología de Automatización
•Farmacéuticas
•Tecnología de Análisis
•Tecnología Láse
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121. Automatización
Diseño de Conectores Válvula
•Tipo
•Tipo
A
AD (para interruptores de presión)
•18mm de distancia entre pines
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122. Automatización
Diseño de Conectores Válvula
• Tipo B
• Tipo BI (standard industrial)
• Tipo B 11mm distancia entre pines
• Tipo BI 10mm distancia entre pines
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123. Automatización
Diseño de Conectores Válvula
• Tipo C
• Tipo CI (standard industrial)
• Tipo C 8mm
• Tipo CI 9,4mm
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distancia entre pines
distancia entre pines
124. Automatización
Circuitos de Protección en Conectores Válvula
itchea, las bobinas que operan en DC, pueden ocurrir sobretensiones que:
• dañan el control central de la unidad
interfieren con otros dispositivos vía Alta Frecuencia
La protección de la fuente es necesaria
• Elementos de RC
• Diodos de recuperación
• Varistores
• Diodos Zener (Lapp standard)
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129. Automatización
Aplicaciones Típicas
Tecnología en Transportadores
Líneas de Producción
Aeropuertos
Centros Logísticos
Material de transporte en general
Maquinaria y sistemas de producción
Maquinas de empaquetado
Impresoras
etc.
APP GROUP Automation Training 2012
131. Automatización
AS-Interface (AS-i)
Potencial y ventajas
El mercado de AS-Interface crece de forma
significativamente mayor que el de otros sistemas de
bus, ya que AS-Interface tiene las siguientes
ventajas:
-Diseñado especialmente para sensores o actuadores
binarios o digitales
-Sistema sencillo
-Fácil puesta en servicio
-Fácil diagnóstico
-Asequible
-Permite el montaje sin herramientas
-Aplicación en gran número de campos de la
construcción de máquinas y sistemas de la
automatización de procesos
-Adecuado para instalaciones en un tablero de
distribución o en campo (clase de protección elevada)
-Un solo cable de datos y potencia
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136. Automatización
Propiedades
62 Slaves o esclavos conectados a un maestro o master
/ A y B slaves
Compatibilidad descendiente
Aplicaciones existentes pueden ser expandidas con módulos nuevos
Diagnósticos detallados
Detección separada de la configuración
y errores de I/O
Ausencia de corto circuito, sobre carga de de errores de comunicación de
corriente auxiliar
Localización exacta de errores y fácil mantenimiento
Transmisión de valores análogos con interfase AS
Detección Automática de dispositivos Análogos
APP GROUP Automation Training 2012
137. Automatización
Propiedades
Principio Master/Slave
Datos y Alimentación en un cable de dos hilos
Medio: cable sin blindar, no trenzado2x 1.5mm2
Técnica de Aislamiento piercing
Señales, datos y alimentación hasta 8A
4 entradas + 4 salidas por esclavo
Fácil puesta en marcha
Direccionamiento automático posible
APP GROUP Automation Training 2012
140. Automatización
AS-Interface (AS-i)
Módulos
Al igual que en el caso de los módulos de bus de
campo pasivos, en este caso también se dispone de
cajas (IP67) a las que se pueden conectarse
directamente sensores y actuadores.
Las cajas pueden instalarse en pared o en carril DIN.
La diferencia con la caja pasiva está en que en la
activa hay un sistema electrónico. Este requiere una
alimentación de tensión para que pueda funcionar.
Además, esta caja tiene una dirección (como la
dirección IP de su ordenador) que permite comunicar
con ella.
En la figura se puede ver que todas las cajas excepto
una están conectadas a los dos cables AS-i.
¿Por qué una caja sólo puede conectarse a un
cable y para qué necesito dos cables de conexión
(AMARILLO y NEGRO)?
APP GROUP Automation Training 2012
141. Automatización
AS-Interface (AS-i)
Circuitos eléctricos
Alimentación eléctrica de las cajas de E/S
Transmisión de datos
Alimentación eléctrica de los sensores
Los dos cables corresponden a dos circuitos
eléctricos independientes.
El cable amarillo de dos hilos sirve por un lado
para alimentar a la caja y por otro, para transmitir
datos. Si falla el cable amarillo, todo deja de
funcionar. Al cable amarillo también se conectan
sensores y, por tanto, solo necesitan intensidades
bajas.
Un sensor no puede producir un cortocircuito.
APP GROUP Automation Training 2012
Accesorio: sujeción de cables
142. Automatización
AS-Interface (AS-i)
Circuitos eléctricos
Esto es muy distinto en el caso de los actuadores
(motores, lámparas). En este caso si es muy posible
que se produzca un cortocircuito o una interrupción
del funcionamiento. Si los actuadores estuvieran
conectados al cable amarillo, al fallar un actuador se
detendría todo el sistema. Para evitarlo se ha
creado un segundo circuito eléctrico (cable
negro) que sirve para alimentar a los actuadores
(solo los actuadores).
También encontrará esta alimentación adicional en
los demás sistemas de bus (CAN/CANopen, Profibus,
DeviceNet).
Ahora que sabemos por qué son necesarios dos
circuitos eléctricos, ¿Cuándo podemos conectar
una caja únicamente al cable AS-i amarillo?
APP GROUP Automation Training 2012
143. Automatización
AS-Interface (AS-i)
Método de conexión
La utilización del cable AS-Interface también ofrece
muchas ventajas en cuanto al tipo de contacto y la
técnica de conexión. El cable es un cable plano
codificado cuyos polos no pueden intercambiarse y al
cual pueden conectarse los esclavos o módulos
pasivos en un punto cualquiera por medio de una
sencilla técnica de perforación (=Piercing
Technologie, no exige herramientas).
La integridad del cable se restablece
automáticamente por lo que, al retirar los módulos de
conexión, el cable vuelve a ser de clase de protección
IP67.
Esto ofrece posibilidades de cableado y conexión de
componentes en el bus de una facilidad imbatible
frente a prácticamente cualquier otro sistema bus.
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148. Automatización
ASI-M8
Automation
Bus
Tecnología de Conexión rápida (AS-i)
Tecnología de conexión M8 (I/Os)
Óptimos pestillos de montaje para
montaje en perfiles axiales
Gabinete de 30mm de ancho para un montaje óptimo
APP GROUP Automation Training 2012
152. Automatización
AS-i Flat-Ribbon
Cable
El cable protege contra conexiones equivocadas
Mecanismo de protección personalizado
Contacto Piercing
Alto grado de protección IP67
Datos y Alimentación en el mismo cable
Variedad de Materiales:
EPDM (rubber)
TPE
PVC
PUR
Colores:
amarillo (AS-i)
negro
(AUX)
Accesorios:
Cable clips
APP GROUP Automation Training 2012
153. Automatización
Accesorios del Sistema
Conexión Directa del cable plano
de dispositivos AB-ASI-M12
APP GROUP Automation Training 2012
Transición de cable Plano / Redondo
para conexión de dispositivos AB-ASI-M8
154. Automatización
Automation
Bus- Accesorios
Distribuidor con cable y conector circular:
Distribuidor par uno o dos conductores planos,
con cable de PUR y conector moldeado recto, A-coded.
socket de 2 polos
Distribuidor con conexión atornillable:
Distribuidor para uno o dos cables planos
con conector recto, A-coded, 2-polos
M12 socket
Distribuidor H para ramificaciones de bus:
Distribuidor para distribución de uno o dos
cables planos
APP GROUP Automation Training 2012
161. Automatización
5 razones para elegir
Montaje Flexible
Fácil Manejo
Máxima disponibilidad
Apertura Bus
Rápida y sencilla instalación
APP GROUP Automation Training 2012
UNITRONIC®
Fieldbus
163. Automatización
emas de Instalación en Campo para IP65/67
Sistema Decentralizado de I/O para tareas de automatización en máquinas y
Sistemas de ingeniería bajo condiciones ambientales duras
Concepto Stand-alone para aplicaciones decentralizadas con
Bajos números de I/Os
Método de conexión estandarizada M12 para conexión directa cercana
a todods los sensores y actuadores estándar
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165. Automatización
Tipos de Dispositivos y Sistemas Bus
Dispositivos de entrada Digital
Dispositivos de salida Digital
Dispositivos de entradas y salidas Digitales
Conexiones M12
APP GROUP Automation Training 2012
167. Automatización
Dispositivos de Entrada Digital
AB-…M12-DI8-M12
8x o 4x2 señales de entrada (internamente puenteadas)
para cada socket de entrada
Corriente nominal por canal de 75mA
Corriente nominal por dispositivo de 600mA
APP GROUP Automation Training 2012
168. Automatización
ispositivos de Entrada Digital
AB-…M12-DI16-M12
2 señales de entrada para cada socket de entrada
Corriente nominal por canal de 75mA
Corriente nominal por dispositivo de 1.2A
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169. Automatización
Dispositivos de Salida Digital
AB- … -DO8-M12-2A
Implementación Especializada: Aplicaciones de Seguridad
8 señales de salida
Corriente nominal por canal de 2A
Corriente nominal por dispositivo 16A
Concurrencia al 100% (derating
>25°C)
Concurrencia al 50% (derating
>45°C)
Tiempo de Retraso de Señal switch-on:
200
Retraso de Señal Rompimiento de corriente:
APP GROUP Automation Training 2012
s típico
250
s típico
170. Automatización
Condiciones de ruta de señal segura
Dispositivos con desconexión separada de alimentación de actuador
eguridad en el apagado de la alimentación del actuador mediante un relevador de seguridad
do de apagado en las salidas independientes de la comunicación, alimentación de sensores
APP GROUP Automation Training 2012
171. Automatización
Dispositivos digitales de Entrada y Salida
AB- … -DI4DO4-M12-2A
4 señales de entrada
Corriente nominal de 75mA por canal
4 señales de salida
Corriente nominal de 2A por canal
Corriente nominal de 8A por dispositivo
Concurrencia al 100% (derating
APP GROUP Automation Training 2012
>45°C)
172. Automatización
Dispositivos digitales de Entrada y Salida
AB- … -DI8DO8-M12-0,5A
8 señales de entrada
Corriente nominal de 62.5mA por canal
8 señales de salida
Corriente nominal de 500mA por canal
Corriente nominal de 4A por dispositivo
Concurrencia al 100% (derating
APP GROUP Automation Training 2012
>45°C)
174. Automatización
Automation
Bus - Ventajas
Claro concepto estructurado de IN/OUT
Conexión de Bus Directa
Voltaje de Alimentación y Bus para dispositivos adicionales
Alimentación separada para sensor y actuador
Salidas protegidas de corto-circuito y sobre carga
Display del estado de la señal del dispositivo
Alto grado de protección industrial IP 65/67
Temperatura admisible -25°C
a +60°C
Conexión rápida M12
Dispositivos de salida para rutas de señales seguras
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176. Automatización
Básico
Profibus
DP
Estructura:
Línea del sistema
Data rate:
9,6kBit/s
… 12MBit/s
Señal de Transmisión:
Señal de voltaje diferencial
de acuerdo al estándar RS485
Distancia entre Esclavos:
100m – 1200m
(dependiendo del data rate)
No. de esclavos:
32 (127 con repetidor)
Resistencia de Terminación:
220 Ω (activa)
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181. Automatización
Básico
CAN / CANopen
Estructura:
Sistema Lineal
Data rate:
10kBit/s
… 1MBit/s
Transmisión:
Señal de Voltaje diferencial
de acuerdo a CSMA/CA
Distancia entre Esclavos:
40m … 1000m
(dependiendo del data rate)
No. de esclavos:
max. 127
Resistencia de Terminación:
120 Ω (typ. 124 Ω)
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CANopen
CAN
= open, estandarizado
= aplicación específica
182. Automatización
Básico
CAN / CANopen
mentación para electrónicos
/ la lógica puede ser conectada vía BUS IN así como vía ULS.
Atención:
No protección (codificado) contra permutación de Bus o fuente de alimentación
APP GROUP Automation Training 2012
184. Automatización
Básico
DeviceNet
Estructura:
Sistema Lineal
Data rate:
125, 250,
500
kBit/s
Transmisión:
Señal de Voltaje diferencial
de acuerdo a CSMA/CA
Distancia entre Esclavos:
100 … 500 m
(dependiendo del data rate y del estilo del cable)
No. de Esclavos:
max. 64
Resistencia de Terminación:
120 Ω (típico 121 Ω)
APP GROUP Automation Training 2012
185. Automatización
Básico
DeviceNet
Atención:
bleado M12, el estilo de cable „dünn“ (=thinn) tiene que ser usado – de acuerdo a la table
umulated)
acumulado quiere decir la sumatoria de todas las longitudes de los cables
ara más detalles hay que referirnos al manual de instalación
APP GROUP Automation Training 2012
193. Automatización
omation
Bus- Cable de Alimentación
Características Generales
M12
4-polos male / female
Recto y Angular
Jacket externo de PUR
Libre de Halógenos
Sección del Conductor 4x 0,75mm²
max. 4A
APP GROUP Automation Training 2012
194. Automatización
Automation
Bus- Accesorios
• Conector T para Profibus
B-coding, blindado, con
Inductancia integrada
para uso >1.5 MBit/s
Resistencia de Terminación
para Pofibus, B-coding
APP GROUP Automation Training 2012
200. Automatización
Competidores
Anteriormente trabajamos con varios proveedores.
Aún hay unos 4,000 artículos en el sistema SAP.
Lapp actuaba en esos casos como puro distribuidor.
Lo que el cliente solicitaba, lo encargábamos por
ejemplo a Lumberg. Se trataba de piezas sueltas no
asociadas a un tipo de sistema.
Entretanto, las empresas Lumberg y Hirschmann
pertenecen al grupo Belden: ¡¡uno de nuestros
mayores competidores!!
En este momento debe producirse un claro cambio
de rumbo. Si siguiéramos como hasta ahora,
llevaríamos a nuestros clientes a Lumberg, que no
sólo tienen sistemas de bus de campo sino,
entretanto, también cables (Belden).
Por ello contamos con una lista de productos
alternativos para los productos Lumberg.
APP GROUP Automation Training 2012
202. Automatización
Competidores
Si bien los productos son estandarizados por normas, la
complejidad de las aplicaciones a veces restringe la
compatibilidad:
Protección IP65, IP67,…
Resistentes al aceite
Flexibles
Modulares
Combinables entre sí
Anti choque y vibración
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203. Automatización
Qué debemos tener en cuenta en la venta?
NO debemos vender a un precio excesivo, porque los
precios suelen permanecer al mínimo y nos
complicaríamos la vida.
El que vende a un precio excesivo puede ser
reemplazado.
Solo podemos tener éxito a través de la aplicación
o de una solución integral.
Si un cliente necesita una caja de distribución,
debería encargarnos también el cable y el conector
de datos. Si tiene el cable, también necesitará el
cable y el conector de datos.
El éxito por medio de una solución integral
Debemos hablar con el cliente sobre sus
aplicaciones.
APP GROUP Automation Training 2012
204. Automatización
Proporción de cada tipo de cable en el
tablero de distribución
Si observamos un tablero de distribución, veremos
que en su interior hay una mezcla de:
Cables de control
Cables de datos
Cables de bus
Si observamos con mayor atención, veremos que ahí
se encuentra una gran cantidad de cables de control
Hoy en día, la proporción de cables de bus (10%) es
relativamente pequeña en comparación con la de
cables de control (60%)
Los cables de control son de cobre y constituyen el
área de negocio tradicional de Lapp.
Podríamo estar satisfechos, ¿NO?
APP GROUP Automation Training 2012
Fuente: ACR, Frost & Sullivan, Cisco
205. Automatización
Aplicaciones de cableado futuras
En los próximos años, estas proporciones se
modificarán a favor de los sistemas inteligentes.
El sector de los cables de bus gozará de un
crecimiento significativo (aprox. 5-8% al año) ya que
cada vez se mide, controla, posiciona, monitoriza y
regula más. Al mismo tiempo se produce un
descenso no despreciable de los cables de control,
nuestro negocio principal.
APP GROUP Automation Training 2012
206. Automatización
Cómo estamos situados en el mercado?
Con nuestros cables ÖLFLEX® estamos muy bien
situados, y esto nos proporciona acceso al cliente.
Hoy en día todos los clientes que utilizan ÖLFLEX®
necesitan también UNITRONIC®
Además, somos uno de los primeros competidores en
ofrecer una solución integral “de un solo
fabricante”:
-Cables
-Conectores de datos
-Componentes activos
El cliente tiene un unterlocutor para todo su
sistema!!!
APP GROUP Automation Training 2012
OBJETIVO:
Cuota de
mercado del 30%
en los
214. Automatización
LAPP ETHERLINE®
• ETHERLINE®
• LAN cables
• Son exclusivamente fabricados para ambientes
industriales
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Aprobaciones / Normas de Referencia
215. Automatización
LAPP ETHERLINE®
• IAONA: Organización independiente para Ethernet
Industrial
• Estandarización y armonización de tecnologías
innovativas
Aprobaciones / para: Información,
• Centro de competenciaNormas de Referencia
publicación y entrenamiento
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216. Automatización
LAPP ETHERLINE®
• PROFINET es el estandard industrial abierto de
Ethernet de PROFIBUS y PROFINET internacional
(PI) para automatización. PROFINET utiliza TCP/IP
y estandards IT, es, en efecto, Ethernet de tiempoAprobaciones / Normas de Referencia
real
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217. Automatización
LAPP ETHERLINE®
• La RoHS pretende evitar que las substancias
peligrosas de los aparatos eléctricos y electrónicos
acaben depositadas en los vertederos y/o en los
vectores de transmisión de la contaminación y en
consecuencia su objetivo es minimizar (cuando no
eliminar) la presencia en cualquiera de los
Aprobaciones / Normas de Referencia
componentes de ciertos aparatos eléctricos y
electrónicos substancias que supongan un riesgo
para la salud humana y animal, así como para el
medioambiente en general.
APP GROUP Automation Training 2012
218. Automatización
Beneficios
• Tecnología Estandarizada
• Múltiples caminos para transporte de datos (cobre, fibra,
inalámbrico)
• Alto ancho de banda (10, 100, 1000, 10.000, … Mbit/s)
• Estructuras de redes descentralizadas
• Seguridad
• Extensión flexible de una estructura de red
• Seguridad
• Diagnósticos remotos
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219. Automatización
Industrial Ethernet
utomatización de Procesos (Process automation)
Energía, agua y tratamiento de agua
Industria Química, farmaceutica, refinerías,
Oil and Gas, Industria Papelera, Alimenticia,,
Minera, etc…
utomatización de Fábrica (Factory automation)
Ingeniería Mecánica
Construcción de Planta
Construcción de tableros
Construcción de automóviles
utomatización de Tráfico (Traffic automation)
Ingeniería Civil
Tunel – Carretera - Construcción de Puentes
Construcción de barcos, canales, metro, trenes
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221. Automatización
Red de Comunicación
Industrial Ethernet
Security
Office Ethernet
ProfiBus- /ASI- /CANopen- /Interbus- /Sercos - IPGateway
Field Bus
IP-Sensors / Actors,
IP -I/O Modules
APP GROUP Automation Training 2012
Sensors / Actors, I/O
Modules
222. Automatización
Industrial Ethernet – Marc as Lapp
PC/Server
EPIC
Network
HMI/PLC
Bus
UNITRONIC
®
APP GROUP Automation Training 2012
PC/Server
Industrial
Industrial
Ethernet
Ethernet
ETHERLINE®
ETHERLINE®
Sensors/Actors
Subsystem
Subsystem
(ASI)
(ASI)
Office
Office
Ethernet
Ethernet
HITRONI
HITRONI
C®
C®
Industrial PC
OPC
Sensors/Actors
Sensors/Actors
223. Automatización
Indus trial Ethe rne t
la longitud delaplic ac ione s del datarate
cable depende
1000 MBit/s Properitäre Lösung (1550nm SM)
1000Base-LX (1300nm SM)
1000Base-LX (1300nm MM)
1000Base-SX (850nm G50/125)
1000Base-SX (850nm G62,5/125)
100Ω c able 4x2xAWG22/
1
150Ω TWINAX cable
1000Base-T (Kat5e)
1000Base-CX
100Base-FX (1300nm MM)
100Ω c able 2x2xAWG22/
1
100Base-TX (Kat5)
10Base-FL (850nm MM)
100Ω c able 2x2xAWG22/
1
10Base-T (Kat3)
MBit/s
25m
100m
275m
550m
Standard define las longitudes máximas.
gitudes dependen de los medios físicos y la velocidad de transferencia.
ma longitud solo es restringida por el medio físico.
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2km
5km
80km
224. Automatización
ific ac ión de c able s
FINET
cable Type A
sólidos
para instalaciones fijas, conductores
cable Type B
para aplicaciones flexibles
recomendado para vibración
(Litz wire 7-stranded)
cable Type C
para aplicaciones flexibles
cadenas portacables, robots, movimiento
permanente,
partes de maquinaria.
(Litz wire 19-stranded)
Todos los tipos de cables son de calibre AWG22
APP GROUP Automation Training 2012
225. Automatización
C ate g oría
s
Categorías de Frecuencia
10BASE-T :
10 indica la velocidad de transmisión en
Megabits por segundo (Mb/s),
BASE es la abreviatura de banda base
T por utilizar cables de
APP GROUP Automation Training 2012par trenzado
En el cable par trenzado:
Cuatro pares (4x2) : normalmente solo se utilizan dos pares de conductores,
uno para recibir (cables 3 y 6) y otro para transmitir (cables 1 y 2), aunque no
se pueden hacer las dos cosas a la vez, teniendo una trasmisión half-dúplex.
Si se utilizan los cuatro pares de conductores la transmisión es full-dúplex.
La Categorías: Cada categoría especifica unas características eléctricas para el
cable: atenuación, capacidad de la línea e impedancia.
Las Clases: Cada clase especifica las distancias permitidas, el ancho de banda
conseguido y las aplicaciones para las que es útil en función de estas
características.
226. Automatización
LAPP ETHERLINE®
Cables de 2- pares
PROFINET-conforme ETHERLINE® cables AWG22
(jacket color amarillo / verde RAL 6018)
•
CAT.5
•
CAT.5e (conductores sólidos o flexibles, interior)
(conductores sólidos o flexibles, interior, exterior)
• + cables especiales para Torsión
• + cables especiales para cadenas portacables (FD)
• Las imágenes solamente son ilustrativas !!!
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227. Automatización
LAPP ETHERLINE®
PROFINET-conforme ETHERLINE® cables AWG22
Cables de 4-pares
•
(jacket color amarillo / verde RAL 6018)
CAT.5e (sólido o stranded)
•
CAT.6a (sólido)
•
CAT.7
•
Las imágenes solamente son ilustrativas !!!! (PiMF == Pairs in
(sólido)
Metal Foil)
APP GROUP Automation Training 2012
Materiales
diferentes
del jacket
Y: PVC
P: Polyurethane
H: Halogen free
228. Automatización
LAPP ETHERLINE®
APP GROUP Automation Training 2012
Ethernet RJ45 connector
RJ45 connector CAT.5e FM45
AWG26/24/23, AWG22 possible
RJ45 connector CAT.6 TM21
AWG26/24 Litze
AWG24 massiv Leiter
Channel Class E up to 250 MHz
229. Automatización
LAPP ETHERLINE®
APP GROUP Automation Training 2012
Ethernet RJ45 sockets
LANmark-6 EVO SnapIn Connector
AWG22,23,24
10BaseT, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
LANmark-6 EVO SnapIn Connector 10G
AWG22,23,24
10BaseT, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
10 Gigabit Ethernet
230. Automatización
LAPP ETHERLINE®
APP GROUP Automation Training 2012
Ethernet patch cable
Patch cable RJ45 CAT.6 S-STP
AWG22,23,24
10BaseT, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet
PiMF 500 Mhz, with Hirose TM21-connector
232. Automatización
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Industrial Ethernet abreviaciones
H = Halogen free
P = Polyurethane
Y = Polyvinylchloride (PVC)
FC = “Fast Connect”
YY = double PVC outer sheath
HH = double halogen free outer sheath
Y2Y = PVC/PE outer sheath
ARM = armoured
TP = Twisted Pair
FD = fine stranded (highly flexible conductors for power chain
cables)
FLEX = flexible (7-wire conductor)
HYBRID = data + power transmission
UL = Underwriters Laboratories (USA)
CSA = Canadian Standard Association
AWM = Appliance Wiring Material
AWG = American Wire Gauge
PiMF = Pairs in Metal Foil
STP/S = Shielded Twisted Pair / Screened
APP GROUP Automation Training 2012
233. Automatización
omponentes de red activos y pasivos para Ethernet
Industrial
LAPP GROUP puede ofrecerle ahora una solución completa en el campo de las redes industriales. La
división de automatización suministra componentes activos de red y sistemas de conexión como
complemento al cable. También se ofrecen servicios y sistemas de seguridad incluyendo soluciones de
fire-wall y distribuidores, tales como conmutadores, routers, cables y conectores. Estas soluciones que
proporciona el Grupo Lapp representan un avance considerable en términos de seguridad, la seguridad y
disponibilidad.
Redes de trabajo de computadoras industriales y
terminales de datos para maquinaria e instalaciones
en entornos industriales:
Switches
Router
Firewall
Cables de datos
APP GROUP Automation Training 2012
235. Automatización
ETHERLINE ® - componentes para sistemas de red
APP GROUP Automation Training 2012
Las redes basadas en la tecnología Ethernet
desempeñan un papel cada vez más importante en las
comunicaciones. Por este motivo Lapp ofrece
soluciones fiables para los sistemas de red. La gama
ETHERLINE® incluye: productos, latiguillos
conectorizados, soluciones de software y servicios
para garantizar una total seguridad y disponibilidad
Propiedades:
Componentes tales como switches, routers, cables,
conectores y accesorios para dar solución en toda la
red.
Sistemas de seguridad con soluciones cortafuegos.
Servicios tales como consultoría, diseño de redes y
planificación, análisis y soporte.
Campos de aplicación:
Sistemas de red para industria.
Tecnología escénica
241. Automatización
cables LAN para cableado industrial
ETHERLINE® 2 pares CAT.5/5e
ETHERNET con el protocolo TCP/IP
reconocido a nivel mundial, proporcionará
muy probablemente tanto una conexión al
ya asignado "Fieldbus World", como al nivel
Sensor-Actuador. Ya sea bien a través de
una puerta de acceso al "Fieldbus World", o
directamente hacia abajo hasta el nivel de
comunicación más bajo. Las velocidades
de transmisión son actualmente de 10
Mbit/s (ETHERNET) o de al menos 100
Mbit/s = con los requisitos LAN CAT.5
(Ethernet Rápido = Ethernet Industrial) y los
requisitos de la CAT.6a o CAT.7
respectivamente.; El “mundo ETHERNET”
se divide en relación con la velocidad de
transmisión de la siguiente manera:;
ETHERNET = 10 Mbit/s; FAST ETHERNET
= 100 Mbit/s; GIGABIT ETHERNET = 1000
Mbit/s
APP GROUP Automation Training 2012
ETHERLINE® Y CAT.5e BK
2x2AWG22/7
Resistente a la radiación UV y a todo
tipo de condiciones climáticas, en color
negro; Para aplicación flexible
(conductor de 7 hilos trenzados)= Tipo
B; FAST ETHERNET = 100 Mbit/s
Rango de Aplicación
Múltiples usos con Ethernet Industrial,
ej. PROFINET tipo B, instalaciones fijas
y uso flexible
Resistente a la mayoría de ácidos,
jabones y determinados aceites a
temperatura ambiente
242. Automatización
cables LAN para cableado industrial
ETHERLINE® TORSION UL
(AWM) CAT. 5
ETHERLINE® 4 pares rígido
CAT.5e
Este cable es un complemento fundamental de
la línea de cables industriales Ethernet
ETHERLINE®.; Cable apropiado para fuerza
torsional. Probado durante más de 1 millón de
ciclos de flexionado y movimiento derecha /
izquierda de 180º en 1 metro.
El “mundo ETHERNET” se divide en
relación con la velocidad de transmisión de
la siguiente manera:; ETHERNET = 10
Mbit/s; FAST ETHERNET = 100 Mbit/s;
GIGABIT ETHERNET = 1000 MBit/s
(1GBit/s)
Rango de Aplicación
Múltiples usos con Ethernet Industrial, ej.
PROFINET, instalación fija, uso flexible y de
gran flexibilidad además de TORSIÓN.
Rango de Aplicación
Instalación fija.
Conexión con el "Fieldbus World" a través
de una pasarela, o bien directamente
descendiendo al nivel Sensor - Actuador
APP GROUP Automation Training 2012
243. Automatización
cables LAN para cableado industrial
ETHERLINE® 4 pares extra-flexible
CAT.5
Gracias a la utilización de cables de la línea
Etherline, los costes de instalación son muy bajos;
Aplicación adicional consecuencia del uso en
exteriores, resistencia UV; Buena flexibilidad instalación fácil en espacios angostos;
Apantallado contra las interferencias; Apto para
uso en movimiento con viento.
Rango de Aplicación
Apropiado para la transferencia de datos de
sonido (ETHERSOUND), datos de control ligeros
(DMX sobre Ethernet) o redes de ordenadores
APP GROUP Automation Training 2012
ETHERLINE® 4 pares flexible/extr
flexible CAT.5e
El “mundo ETHERNET” se divide en
relación con la velocidad de transmisión
de la siguiente manera:; ETHERNET =
10 Mbit/s; FAST ETHERNET = 100
Mbit/s; GIGABIT ETHERNET = 1000
MBit/s (1GBit/s)
Rango de Aplicación
Aplicaciones flexibles y de gran
flexibilidad
Conexión con el "Fieldbus World" a
través de una pasarela, o bien
directamente descendiendo al nivel
Sensor - Actuador
244. Automatización
cables LAN para cableado industrial
ETHERLINE® 4 pares
CAT.6a + CAT.7
ETHERLINE® 4 pares extraflexible CAT.6
ETHERNET con el protocolo TCP/IP reconocido
a nivel mundial, proporcionará muy
probablemente tanto una conexión al ya
asignado "Fieldbus World", como al nivel
Sensor-Actuador.Ya sea bien a través de una
puerta de acceso al "Fieldbus World", o
directamente hacia abajo hasta el nivel de
comunicación más bajo. Las velocidades de
transmisión son actualmente de 10 Mbit/s
(ETHERNET) o de al menos 100 Mbit/s = con
los requisitos LAN CAT.5 (Ethernet Rápido =
Ethernet Industrial) y los requisitos de la CAT.6a
o CAT.7 respectivamente.; CAT.6a = 500 MHz;
CAT.7 = 600 MHz
Cubierta exterior de PUR resistente a
multitud de aceites; Apantallamiento
superior contra radiaciones
electromagnéticas
APP GROUP Automation Training 2012
Rango de Aplicación
Apto para ser usado en cadenas de
arrastre y partes de máquinas con
movimiento permanente, en locales secos
o húmedos
245. Automatización
cables LAN para cableado estructurado
UNITRONIC® LAN 200 MHz –
CAT.5e
Cable LAN para “Cableado
Estructurado” - EN 50173
Rango de Aplicación
Uso principal en zonas con gran
número de terminales, p. ej. para
cableado de oficinas, edificios
administrativos en el área terciaria
(cableado de suelos).
APP GROUP Automation Training 2012
UNITRONIC® LAN 500 MHz - CAT.6
Cable LAN para “Cableado Estructurado” –
Clase EA
Rango de Aplicación
Uso principal en zonas con gran número
de terminales, p. ej. para cableado de
oficinas, edificios administrativos en el
área terciaria (cableado de suelos).
246. Automatización
cables LAN para cableado estructurado
UNITRONIC® LAN 600 MHz - CAT.7
Cable LAN para “Cableado Estructurado” – Clase F
Rango de Aplicación
Cable LAN CAT 7* para redes de alta velocidad
(p.ej. Gigabit-ETHERNET). Superan los requisitos
establecidos en EIA/TIA-568 y TSB36, además de
los de ISO/IEC 11801 o EN 50173 (Clase D)
APP GROUP Automation Training 2012
UNITRONIC® LAN 1200 MHz
CAT.7
Rango de Aplicación
Cable LAN para “Cableado
Estructurado”
UNITRONIC® LAN IBM
247. Automatización
Cable flexible Cat. 5e
UNITRONIC® LAN PATCH COLOR
Patchcable RJ45 CAT.5e
Cable de conexión premontado de colores para
redes locales
Rango de Aplicación
Utilícese en el área de trabajo (sector terciario)
para conectar distintos equipos terminales en el
ámbito del "cableado estructurado"
APP GROUP Automation Training 2012
Patchcable RJ45 CAT.6 S-STP
248. Automatización
Conector Ethernet RJ45 Cat.5
Conector RJ45 CAT.5 Hirose TM11
Conector RJ45 CAT.5e FM45 para
montaje en campo
APP GROUP Automation Training 2012
Conector RJ45 CAT.5 Stewart SS37
Conector RJ45 CAT.6 Hirose TM21