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Serie NX de E/S de la plataforma de automatización Sysmac

Hace un año, Omron presentó el controlador de la serie Sysmac NJ como la base de una nueva generación de sistemas de control de máquinas. Los controladores Sysmac, que emplean las tecnologías de redes, hardware y software más actuales, han sido fabricados para ofrecer velocidad, no sólo en la ejecución de programas sino también en el desarrollo de aplicaciones, gracias a un entorno de búsqueda y resolución de problemas, simulación y programación completamente integrado.

Serie NX de E/S de la plataforma de automatización Sysmac

En las aplicaciones modernas de control de máquinas, lograr una alta velocidad de ejecución no supone nada si la precisión y la repetición se dejan de lado. Gracias al uso de la función de reloj distribuido de la red para máquinas EtherCAT, la temporización del motion control de Sysmac es predecible y fiable con una precisión superior a un microsegundo. El mismo comportamiento determinista también es ahora soportado por el nuevo sistema de E/S de la serie Sysmac NX. Las unidades de E/S individuales compensarán los retrasos de señal en función de su posición en el sistema. Como resultado, el momento de activación de una entrada o la conmutación de una salida se pueden determinar con la misma precisión, superior a un microsegundo. Esta precisión significa que las máquinas pueden aumentar su rendimiento y su volumen de producción.

La temporización es la clave

Las E/S de la serie Sysmac NX se han desarrollado para cumplir los actuales requisitos de integración y rendimiento de los fabricantes de máquinas; un sistema de E/S modular conectado a los controladores Omron y otras redes estándar, que también ofrece una gran facilidad de uso y un comportamiento excelente en tiempo real. Además, el sistema permite integrar las funciones de seguridad y está abierto a futuras ampliaciones.

Para garantizar el nivel de rendimiento requerido, Omron ha desarrollado un nuevo bus de interconexión de E/S con un ancho de banda excepcional. Además de ofrecer una velocidad de transferencia de datos muy superior a la de cualquier red industrial actual, este bus propagará el reloj distribuido EtherCAT a las unidades de E/S individuales. El reloj distribuido permite que las unidades de E/S se sincronicen con el ciclo de la tarea principal del controlador Sysmac con un desfase inferior a 1 μs. Y como cada estación de E/S sólo cuenta como un único nodo de red, la duración de los ciclos de la red EtherCAT sigue siendo extraordinariamente corta.

Además, el nuevo bus de interconexión permitirá el desarrollo de unidades de entrada especiales con función de "timestamp". Dichas unidades se pueden utilizar para determinar con muchísima precisión una secuencia de eventos, a medida que cada cambio en una entrada se transmite al controlador acompañado por un valor de tiempo con una precisión mayor de 1 µs. Además, también se desarrollarán unidades de salida con "timestamp" para controlar con la misma precisión las secuencias en las salidas digitales. Si se utilizan de forma conjunta, la precisión con la que se ejecuta la secuencia de entradas y salidas solo se condiciona por los retardos de encendido y apagado de las señales, es decir, con un retardo inferior a un microsegundo.

Elección de unidades de E/S

Las unidades de E/S digitales de la serie Sysmac NX se ofrecen en diversas variantes, lo que permite al usuario encontrar el compromiso entre la densidad de E/S y la facilidad de instalación, así como entre el rendimiento y el coste. Cada modelo está disponible en versión NPN y PNP para satisfacer las necesidades de los mercados locales cuando se exportan las máquinas de forma global.

Las unidades de E/S digitales estándar están disponibles como módulos de 4 puntos que admiten conexión directa de señales de 3 hilos, lo que ofrece una alimentación de 24 V al sensor. Estas unidades de 4 puntos están también disponibles en versiones de alto rendimiento, es decir, unidades de respuesta rápida y posteriormente, modelos con "timestamp". Las unidades de rendimiento estándar también se proporcionan con densidades superiores: las unidades de E/S de 8 puntos se pueden utilizar para señales de 2 hilos, generalmente libres de potencial. Las unidades de 16 puntos logran la densidad de E/S más elevada en un ancho de tan solo 12 mm, en caso de que a los sensores se les pueda alimentar a través de una fuente externa.

Existen, además, E/S digitales de seguridad disponibles como unidades de 4 puntos, mientras que las unidades de salida de seguridad tienen 4 puntos en sólo 12 mm de ancho o 2 salidas con una capacidad nominal de 2 A. Además, la gama se irá ampliando paulatinamente. También está disponible una gama completa de unidades de E/S analógicas, con un número de señales entre 2 y 8 por unidad para detectar señales de corriente, tensión, termopar o RTD. Los modelos de altas prestaciones cuentan con un tiempo de conversión de 10 µs por canal y una resolución de 1:30.000. Todos los modelos ofrecen filtros definidos por el usuario y ajuste de offset/ganancia.

Para ampliar las funciones de motion control de la serie Sysmac, en la gama se incluyen unidades de E/S para entradas de encoder y salidas de pulsos que se pueden asignar a ejes de movimiento durante la configuración del controlador. Los encoders pueden ser los convencionales, de pulso incremental o versiones SSI de valor absoluto. Las salidas de pulsos facilitan la integración de los controladores de motores paso a paso como ejes de movimiento adicionales.

Seguridad integrada

Las funciones de seguridad de la máquina están totalmente integradas en las unidades de E/S de la serie Sysmac NX. El controlador y las E/S de seguridad son programables y se pueden colocar en cualquier parte del sistema de E/S. No es necesario utilizar otro hardware especial, ya que la comunicación de la seguridad pasa transparentemente a través del interface EtherCAT de la red de control Sysmac, por lo que resulta fácil añadir funciones de seguridad a cualquier sistema de control. Tanto el control estándar como el control de seguridad se programan en Sysmac Studio, lo que permite llevar a cabo de una forma sencilla la monitorización y consulta del estado de la seguridad desde los programas de control estándar.

Diseño

Todas las unidades de E/S de Sysmac tienen la misma altura y profundidad (100 x 71 mm), mientras que la anchura de la unidad estándar es 12 mm, ó 24 mm para algunas unidades específicas. Todas las unidades de E/S tienen un conector frontal extraíble con terminales sin tornillo de encaje a presión. Los juegos de cables de E/S se pueden preparar e instalar de forma independiente, las señales se pueden desconectar fácilmente para realizar pruebas y la puesta en servicio y las unidades se pueden sustituir sin cambios de cableado. Por otro lado, los etiquetados y marcados que el usuario puede hacer de los conectores de E/S pueden proteger contra los errores de instalación.

Cuando se lance por primera vez al mercado en el primer trimestre de 2013, la serie Sysmac NX de E/S constará aproximadamente de 70 tipos de unidades de E/S y módulos de sistema que incluirán alimentación eléctrica y terminales de puesta a tierra, un controlador de E/S de seguridad y una unidad con interface EtherCAT. Durante el año 2013 se lanzarán al mercado interfaces de bus para otras redes y las nuevas unidades de E/S de alto rendimiento antes descritas. Desde ese momento, se producirá una expansión constante de la gama de modelos de la serie Sysmac NX.

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