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IO-Link para unidad de control estandarizada

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Cómo Springer Maschinenfabrik, en colaboración con SCHLEGEL, estandarizó las estaciones de validación y redujo su carga de trabajo de ingeniería

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Menos cableado, menos variantes, mayor flexibilidad: junto con SCHLEGEL, Springer Maschinenfabrik ha adaptado sus estaciones de confirmación a una solución IO-Link estandarizada. Esto reduce el esfuerzo de instalación, simplifica la planificación de proyectos y el montaje, y crea una plataforma uniforme para diferentes conceptos de maquinaria.

Springer Maschinenfabrik GmbH forma parte integrante del panorama de la ingeniería mecánica austriaca desde 1952. Esta empresa familiar, con sede en Friesach, en la provincia austriaca de Carintia, es un fabricante mundial de maquinaria y equipos para los sectores de los aserraderos y el procesamiento de la madera. Su cartera abarca desde sistemas de troncos y clasificación hasta sistemas de transporte y calibrado, pasando por la automatización, la robótica y las soluciones digitales, lo que va mucho más allá de la ingeniería mecánica tradicional. Como fabricante de maquinaria especializada, la empresa debe satisfacer los requisitos individuales de los clientes de forma rentable. Esto hace que las soluciones estandarizadas, que puedan adaptarse con flexibilidad a diferentes conceptos de máquina, cobren aún más importancia.

El cableado fijo tiene sus limitaciones

El proyecto conjunto con SCHLEGEL se centró en las estaciones de confirmación de las protecciones de seguridad. Estas se utilizan para confirmar de forma deliberada una operación o un estado, por ejemplo, después de que se haya cerrado una protección de seguridad. Esta confirmación no supone un control de acceso, sino que forma parte de una secuencia operativa definida que permite desbloquear la protección de seguridad.

Hasta ahora, Springer había recurrido a estaciones de confirmación tradicionales con cableado fijo. Cada contacto de conmutación de un pulsador o selector se conectaba individualmente al sistema de control. Aunque este método es fiable, aumenta el esfuerzo de instalación en máquinas más complejas. Cada función adicional requiere más cables, bornes y documentación. Además, hay que diseñar, montar y almacenar más estaciones de confirmación. Los cambios en la funcionalidad suelen requerir modificaciones en el cableado.

IO-Link simplifica la instalación y la ingeniería

Dado que IO-Link ya estaba implantado en los sistemas, tenía sentido integrar las unidades de confirmación en el concepto de comunicación. La conexión serie punto a punto permite transmitir múltiples señales digitales en ambas direcciones.

En esta aplicación concreta, se pueden conectar tres estaciones de confirmación a través de un puerto IO-Link de clase A utilizando tan solo tres hilos. En comparación con el cableado fijo convencional, el esfuerzo de cableado e instalación se reduce significativamente. Además, la tecnología de conexión M12 utilizada en el entorno IO-Link simplifica la instalación. El cableado interno de la máquina puede realizarse rápidamente, sin necesidad de un cableado complejo, y no requiere personal especializado. Las funciones de diagnóstico integradas de IO-Link permiten un rápido análisis de fallos a través de la interfaz de parametrización del sistema. En la estación de confirmación desarrollada por SCHLEGEL, la función de evaluación puede detectar fallos en las lámparas y supervisar los ciclos de conmutación de los elementos de control.

Esta solución también ofrece ventajas en el ámbito de la ingeniería. Ahora, los ajustes funcionales suelen poder implementarse a través del software de control, lo que elimina la necesidad de realizar cambios en el cableado o el hardware. Esto simplifica la planificación de nuevos proyectos y los ajustes posteriores sobre el terreno.

«Habíamos llegado al límite del cableado fijo. IO-Link ha reducido significativamente nuestra carga de trabajo y nos ha proporcionado una mayor flexibilidad. Dado que IO-Link ya se utilizaba en nuestros sistemas, tenía sentido integrar también las estaciones de confirmación a través de esta interfaz», afirma Reinhold Danner, responsable de automatización en Springer.

Una solución en lugar de múltiples variantes

Al inicio del proyecto, se barajaban variantes de carcasa con dos o tres posiciones de montaje. Sin embargo, a medida que avanzaba el desarrollo, pronto quedó claro que cada versión adicional aumentaría la carga de trabajo en cuanto a diseño, fabricación, documentación y gestión de existencias.

Por lo tanto, se tomó la decisión de optar por una estación de confirmación estandarizada con tres posiciones de montaje. El gasto adicional en comparación con una versión de dos posiciones era mínimo, mientras que la ventaja añadida era significativa. Las estaciones de confirmación estandarizadas cubren una amplia gama de aplicaciones, lo que elimina la necesidad de desarrollar o almacenar diferentes variantes. Esto reduce la complejidad a lo largo de todo el ciclo de vida del producto.

Dos contactos normalmente abiertos por estación de confirmación para una intercambiabilidad flexible

La configuración de los contactos también se ha estandarizado de forma coherente. Todas las posiciones de montaje están equipadas de serie con dos contactos normalmente abiertos. Si bien un solo contacto suele ser suficiente para un pulsador, se utilizan dos contactos de conmutación, por ejemplo, en los selector de tres posiciones.

Esto permite intercambiar las unidades de control de forma flexible en una fase posterior sin necesidad de modificar el cableado. La plataforma de hardware permanece inalterada; únicamente se adapta la unidad de control utilizada a la aplicación correspondiente. Esto simplifica la planificación de proyectos, el mantenimiento y la reparación.

Adaptado para su uso en protecciones de seguridad

Dado que las estaciones de confirmación se utilizan en protecciones de seguridad, también se han adaptado algunos detalles de diseño. A petición de Springer, ahora la carcasa solo se puede abrir o desmontar con una herramienta. Esto evita que la estación de confirmación se retire o se abra accidentalmente. No obstante, los trabajos de mantenimiento siguen siendo fácilmente realizables gracias al conector M12 estandarizado.

Desarrollo en tan solo unas semanas

La nueva solución se desarrolló en estrecha colaboración entre Springer y SCHLEGEL. Solo se tardó unas pocas semanas en pasar del concepto inicial al prototipo. Esta rápida disponibilidad permitió probar la estación de confirmación en condiciones reales de funcionamiento y seguir desarrollándola de forma conjunta. La solución basada en IO-Link se fabrica en serie desde finales de 2024.

«La colaboración fue estrecha, práctica y dinámica. Nuestros comentarios tras las pruebas de campo se incorporaron directamente al desarrollo en curso. SCHLEGEL no se limitó a suministrarnos un producto, sino que trabajó con nosotros para desarrollar la solución adecuada», concluye Reinhold Danner.

Ventajas prácticas y conclusión

En la práctica, las ventajas de las nuevas estaciones de confirmación son evidentes en varios niveles: la cantidad de cableado necesario se reduce significativamente, ya que varias estaciones de confirmación se conectan a través de IO-Link. La plataforma estandarizada reduce el número de variantes en el diseño, la fabricación y la gestión de piezas de recambio. Al mismo tiempo, los cambios funcionales pueden implementarse en el software sin necesidad de modificar el hardware.

Este ejemplo ilustra cómo la estandarización y la conectividad digital se complementan de forma eficaz: una plataforma de hardware uniforme reduce la complejidad, mientras que IO-Link proporciona la flexibilidad necesaria para diferentes diseños de máquinas. Este enfoque simplifica la ingeniería, el montaje y el mantenimiento, especialmente para los fabricantes de maquinaria especializada.