Integrar el control y la seguridad y liberar el potencial oculto

Integrar el control y la seguridad y liberar el potencial oculto

Proteger a las personas, el trabajo en curso y el equipo.

Los diseñadores y fabricantes de máquinas tienen una increíble responsabilidad: mantener la seguridad de los operadores y el flujo de la producción. En entornos cada vez más automatizados, mantener la seguridad y la productividad es más difícil que nunca.

• Las máquinas ahora funcionan de forma autónoma
• Los seres humanos trabajan codo a codo con robots
• Los sistemas complejos tienen una gran cantidad de puntos de E/S relacionados con la seguridad

El uso y la complejidad crecientes de la automatización es la razón por la que muchos de nuestros clientes optan por integrar el control y la seguridad.

La fábrica con distanciamiento social es ahora parte de la nueva normalidad.

Hay otra razón por la que las empresas están adoptando todo lo relacionado con la seguridad y el control integrado: COVID-19. Las lagunas en la cadena de suministro, el distanciamiento social y la protección de los empleados han acelerado los esfuerzos de la industria por automatizar cada vez más los procesos de producción. La automatización generalizada requiere una atención aún mayor en la seguridad de los trabajadores que interactúan con los sistemas automatizados y los controlan. Cuanto más compleja es la automatización, más difícil es la seguridad.

Sin embargo, gracias a los avances tecnológicos, las empresas ahora pueden:

• Integrar el control y la seguridad de la máquina en una sola plataforma
• Transportar el control y la seguridad a través de una sola red
• Programar ambos en un solo entorno de software

Integración del control y la seguridad en la misma red:

• Permite a los ingenieros evaluar el riesgo y definir los requisitos de seguridad funcional en una fase temprana del proceso de diseño para lograr un mayor nivel de seguridad
• Mejora la comunicación de la máquina, ya que el control del equipo y la seguridad se manejan en un solo entorno de programación
• Permite que el software de control monitoree cada componente de línea en tiempo real

En lugar de controles simples “ir” o “no ir”, los operadores disponen de controles de seguridad más sofisticados que les permiten responder a los problemas de forma más inteligente. De hecho, pueden segmentar o separar partes discretas del proceso. Por ejemplo, si una parte del proceso tienen un problema, en lugar de parar toda la máquina de forma no controlada, los operadores pueden detener la sección problemática con una velocidad segura predefinida. Esto permite una puesta en marcha más rápida de la máquina una vez solucionado el problema, y reduce el desgaste del sistema mecánico.

Los operadores también pueden ajustar otras secciones del proceso de forma individual, dando órdenes a las máquinas en línea ascendente y descendente para:

• Continuar como de costumbre
• Reducir la velocidad o
• Inactivarse para crear o borrar trabajo pendiente

Este control más granular reduce el impacto de una sola máquina averiada en el proceso global. Además, como todos los componentes están en la misma red, los operadores pueden extraer fácilmente datos detallados de estado/alarma de los dispositivos. Estos datos pueden enviarse a la HMI, la SCADA, la BMS o incluso a un correo electrónico para el equipo de mantenimiento a fin de reducir aún más el tiempo de inactividad.

Por supuesto, siempre habrá un lugar para los circuitos tradicionales de parada de emergencia y control de seguridad independientes. Pero en entornos altamente automatizados, el control y la seguridad integrados son el futuro del diseño de máquinas. Mantiene la seguridad de los operadores, lo cual debería ser siempre la principal preocupación. También mantiene la seguridad de las máquinas. Las máquinas que pueden funcionar en un estado seguro, incluso durante su funcionamiento normal, pueden protegerse contra daños mecánicos o eléctricos. Esto no es poca cosa.

La integración de la seguridad conduce a nuevos y revolucionarios beneficios que aportan valor permanente.

Valor permanente más allá de la seguridad

Además de evitar que las máquinas se dañen o destruyan, la seguridad y el control integrados también:

• Reduce los desechos: cuando la seguridad está integrada, las máquinas pueden detenerse de forma controlada y el material puede mantenerse en su sitio, en lugar de desecharse.
• Ahorra espacio: cuando la seguridad está integrada, las empresas pueden reducir la cantidad de hardware y cableado y liberar valioso espacio en el almacén.
• Agiliza la ingeniería: con una plataforma, una red y un entorno de software:
  • El diseño de la máquina se simplifica
  • Programar es más rápido y fácil
  • El tiempo de puesta en marcha es más corto
  • La capacitación se agiliza y
  • La seguridad a escala es posible

La integración del control y la seguridad también aumenta la productividad general. Diseñar la seguridad en las máquinas mejora:

• El tiempo de funcionamiento de la máquina, ya que no es necesario apagarla y encenderla cuando está en un estado seguro
• La resolución de problemas, ya que los datos de control y seguridad viajan por la misma red, lo que mejora el conocimiento de todo el sistema y permite hacer diagnósticos más avanzados
• La gestión, ya que al utilizarse el mismo software para todo, el mantenimiento continuo es mucho más fácil

Por último, cuando la seguridad viaja por la red, se pueden recopilar, analizar y utilizar datos valiosos para proporcionar un entorno más seguro y eficiente. No hay datos cuando la seguridad reside en cableado físico.

En lugar de ser algo que se añade una vez que el equipo está instalado, la seguridad está incorporada a todos y cada uno de los componentes durante el diseño de la máquina.

Diseño basado en la seguridad

Cuando se trata del diseño de máquinas, la seguridad no debe ser una idea a posteriori. No debe ser algo que se agregue una vez que el equipo de producción esté instalado. Por el contrario, la seguridad integral debe incorporarse a cada componente desde el principio para reducir el riesgo y evitar accidentes y litigios más adelante.

Componentes más inteligentes y conectados, con una mayor capacidad de procesamiento y de comunicación avanzada, pueden crear sistemas más inteligentes que le permiten alcanzar seguridad y productividad continuas. ¿Qué debería incluir una solución de seguridad total?

Piense en un controlador de seguridad integrado que ofrezca máquinas funcionalmente seguras en una sola plataforma, a través de una sola red, utilizando un solo software, mientras mantiene una separación funcional entre el control y la seguridad. Aunque hay controladores independientes para controlar los procesos y la seguridad, ambos deben:

• Radicar en la misma plataforma
• Compartir los mismos componentes principales
• Estar programados con el mismo software
• Viajar por la misma red y
• Comunicarse entre sí a través de un bus de datos compartidos de alta velocidad que esté estrechamente sincronizado y no se vea afectado por las E/S y el tráfico de red
  • No debe haber cableado ni puertas de acceso entre los dos controladores, para que no haya puntos de falla innecesarios.

Cuando las principales funciones de proceso y seguridad están separadas físicamente a nivel del controlador, pero integradas a nivel de la red, la información puede compartirse para lograr una mayor visibilidad y una rápida resolución de los problemas.

Una solución de seguridad total también debe incluir:

• Desconexión de par segura (STO) integrada en servos e inversores, para que los operadores puedan detener el variador de forma segura sin desconectar la corriente principal, garantizando seguridad y eficiencia máximas
• Función integrada de velocidad limitada de forma segura (SLS) en inversores que monitorean la velocidad, para que no se exceda el límite de velocidad predeterminado
• Funciones de seguridad CNC integradas, incluidas las comparaciones de las señales de seguridad, el monitoreo de velocidad entre la velocidad de comando y la velocidad real de los servomotores y los motores de husillo, así como el paro de energía redundante
• Funciones integradas de seguridad robótica, que limitan la velocidad, el rango de movimiento o la torsión del robot cuando se activan los sensores de seguridad, lo que permite a los robots trabajar cerca de los seres humanos

Estas funciones esenciales de seguridad permiten la colaboración entre el hombre y la máquina.

Incorporado, no atornillado.

Cuando la seguridad se incorpora desde el principio en lugar de atornillarse después, las máquinas pueden diseñarse con un funcionamiento seguro como base para una implementación optimizada y una mayor seguridad en las máquinas y alrededor de ellas. Seguridad funcional a nivel de máquina que también puede vincularse a la red del Internet industrial de las cosas (IIoT) y permitir más:

• Seguridad inteligente, que puede admitir aplicaciones de visualización para una capacitación más segura en entornos peligrosos
• Seguridad interactiva, que permite a los equipos de mantenimiento monitorear y diagnosticar eventos a través de una sola red, incluso cuando el equipo es de diferentes proveedores
• Seguridad colaborativa, que aprovecha los datos de sensores de seguridad, el tiempo de reacción de la máquina y las funciones de movimiento seguro para proporcionar un funcionamiento seguro sin protección física

Aunque el enfoque totalmente integrado puede costar más que los dispositivos de seguridad básicos, el costo se ve compensado por los costos más altos de instalación y mantenimiento de los componentes de seguridad básicos.

Como acaba de ver, existen beneficios importantes y continuos para las empresas que integran el control y la seguridad. Si desea proteger a su personal, su trabajo en curso y su equipo, consulte nuestro webcast a pedido.

Ver el webcast

Aga Zupancic Gerenta de productos (PLC/IPC) Mitsubishi Electric Automation, Inc.

Rob Ruber Gerente sénior de productos (PLC/IPC/HMI) Mitsubishi Electric Automation, Inc.

Tom Burke Asesor estratégico global Socios de CC-Link

Dan Zachacki Ingeniero sénior de marketing de productos (servo/movimiento) Mitsubishi Electric Automation, Inc.

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