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Gabinetes: fuerza de trabajo en la automatización industrial

A menudo pasado por alto y subestimado, el gabinete correcto es fundamental para garantizar el ciclo de vida saludable de las aplicaciones de automatización y control industrial.

Gabinetes En La Automatización Industrial

Por Beth Stackpole

La sabidur√≠a convencional dice que no hay mucho para seleccionar un gabinete industrial. Sin embargo, el √ļltimo elemento probable elegido para un sistema de control industrial resulta tener un impacto enorme, ya que un simple error de dise√Īo puede hacer que los ingenieros vuelvan a la mesa de dibujo, lo que ralentiza el tiempo de entrega y pone en peligro la salud operativa del sistema.

Los gabinetes desempe√Īan un papel esencial en la protecci√≥n de los controles de la maquinaria, las placas de circuitos, el cableado, los interruptores y otros componentes electr√≥nicos y de automatizaci√≥n cr√≠ticos de elementos ambientales como el polvo, el agua y las temperaturas extremas. Tambi√©n son la columna vertebral de la carcasa central para los componentes auxiliares necesarios para muchas aplicaciones de automatizaci√≥n industrial; por ejemplo, los sistemas de enfriamiento, como los intercambiadores de calor y los ventiladores, ahora son comunes debido a que la cantidad de componentes electr√≥nicos generadores de calor que se utilizan en las aplicaciones de control se ha disparado a lo largo de los a√Īos.

"En comparación con todo lo demás en el mundo de la automatización, los gabinetes son el producto 'más tonto' que existe: no se enchufan, no tienen firmware, pero cumplen un propósito importante", dice Jody Kinney, gerente de producto de AutomationDirect, un distribuidor de comercio electrónico directo de productos industriales. "La gran parte es comprender cuál es su entorno para que pueda comprender lo que necesita. Mucha gente piensa que es más simple de lo que es".

Los gabinetes modulares como el TS 8 de Rittal brindan una mayor accesibilidad a través de la capacidad de quitar fácilmente puertas, paredes laterales y otras partes de la construcción.Los gabinetes modulares como el TS 8 de Rittal brindan una mayor accesibilidad a través de la capacidad de quitar fácilmente puertas, paredes laterales y otras partes de la construcción.Foto cortesía Rittal

Un enfoque modular para aumentar la flexibilidad

Con su historia de 40 a√Īos sirviendo a una variedad de industrias como contratista el√©ctrico, incluyendo la construcci√≥n de paneles y el trabajo de integraci√≥n de sistemas, Conaway Electrical Service Inc. apenas ha conseguido un contrato o trabajo que no requiriera alg√ļn tipo de recinto industrial. ‚ÄúYa sea que estemos actualizando equipos para un cliente con gabinetes existentes o comenzando de nuevo con un nuevo dise√Īo y especificaci√≥n, el 90 % de lo que hacemos involucra gabinetes, desde una red de datos de bajo voltaje o instalaci√≥n de c√°maras hasta una distribuci√≥n de energ√≠a de alto voltaje‚ÄĚ, dice Jeff Sheffield, superintendente de Conaway. ‚ÄúTodas estas ofertas de productos involucran gabinetes‚ÄĚ.

Conaway sirve a una variedad de industrias, por lo que la flexibilidad del gabinete es crucial dado que el conjunto de caracter√≠sticas y la configuraci√≥n del gabinete variar√°n significativamente seg√ļn la naturaleza de la aplicaci√≥n de control. La necesidad de versatilidad llev√≥ a Conaway a la familia de gabinetes modulares de Rittal, una asociaci√≥n que ha durado casi 30 a√Īos y permiti√≥ a la empresa dar servicio a aplicaciones en las industrias de alimentos y bebidas, qu√≠mica, automotriz, bater√≠as y muchas otras industrias.

A diferencia de un gabinete unibody tradicional, Rittal adopta un enfoque modular para su l√≠nea de productos, comenzando con un marco con forma de metal que puede acomodar accesorios y unirse a otros marcos para crear una cantidad casi infinita de configuraciones. Este enfoque les permite a los clientes crear dise√Īos de sistemas de gabinetes de lado a lado, espalda con espalda o de un lado a atr√°s. Tambi√©n simplifica las modificaciones si las necesidades del usuario final cambian sin incurrir en costosas t√©cnicas de fabricaci√≥n.

‚ÄúExiste una flexibilidad real en el dise√Īo y las formas de hacer crecer y configurar un gabinete‚ÄĚ, dice Robbie Hall, consultor de sistemas de Rittal. Tambi√©n es menos complicado reemplazar piezas, reparar cualquier error cometido con cortes o corregir da√Īos en la pintura, todas tareas que son mucho m√°s dif√≠ciles de realizar con el estilo cl√°sico de gabinete unibody, sostiene Hall.

El dise√Īo de gabinete modular de Rittal le ha permitido a Conaway adaptarse a las necesidades de sus clientes, dice Sheffield. Por ejemplo, en una implementaci√≥n reciente, el equipo de Sheffield pudo optimizar las restricciones de espacio reducido de un cliente al hacer un panel m√°s peque√Īo en un lado del gabinete y una opci√≥n m√°s alta en el otro extremo. ‚ÄúMientras piense en mi dise√Īo como modular, les brinda a mis clientes una mayor flexibilidad‚ÄĚ, dice.

En todos sus a√Īos trabajando con gabinetes industriales, los mayores desaf√≠os siempre se reducen a un caso de planificaci√≥n inadecuada o errores en el tama√Īo del gabinete debido a la subestimaci√≥n de los requisitos de espacio de los componentes individuales. "Debe tener una buena comprensi√≥n de los componentes que est√° colocando en el gabinete y sus requisitos; eso es lo que determinar√° qu√© tipo y qu√© tan grande debe ser su gabinete", dice, y agrega que es una lecci√≥n dif√≠cil la mayor√≠a los integradores y los ingenieros de control aprenden a lo largo de los a√Īos bas√°ndose en el ensayo y error.

EPlan, el software de dise√Īo para fabricantes de m√°quinas y paneles ofrecido por Rittal, ayuda a abordar esos desaf√≠os, asegurando que Conaway evite tales errores como parte de sus pr√°cticas actuales de dise√Īo de gabinetes.

Otro error com√ļn que cometen los profesionales al considerar los gabinetes es centrarse demasiado en el costo m√°s bajo en lugar del costo total de propiedad. ‚ÄúNo est√°n mirando lo que cuesta integrar o dise√Īar el producto, [lo que significa que] las cosas no est√°n bien pensadas en todos los √°mbitos‚ÄĚ, dice Hall de Rittal. ‚ÄúLos gabinetes no se ven como una pieza de tecnolog√≠a, se trata m√°s de las cosas internas, como unidades y PLC. No se dedica suficiente tiempo a pensar en la tecnolog√≠a involucrada en el gabinete real y lo que alberga‚ÄĚ.

Impactos del dise√Īo del sistema

Mesa Technologies fabrica sistemas de c√°maras para su uso en el monitoreo del tr√°fico y su salsa secreta viene en dos sabores: capacidades de inteligencia artificial (IA) que identifican y clasifican comportamientos de riesgo y, dise√Īan y construyen sus propias placas de circuitos y equipos de c√°maras relacionados para atender mejor a las necesidades de los clientes individuales.

Saginaw Control & Engineering se especializa tanto en stock est√°ndar como en gabinetes dise√Īados a medida para la industria el√©ctrica.Saginaw Control & Engineering se especializa tanto en stock est√°ndar como en gabinetes dise√Īados a medida para la industria el√©ctrica.Foto cortes√≠a de Saginaw Control & Engineering

Un elemento menos llamativo, pero a√ļn central en su oferta, son los gabinetes industriales de Phoenix Contact. Estos recintos son esenciales para proteger el elemento vital de los sistemas de tr√°fico inteligente de Mesa Technologies de los factores ambientales. Los gabinetes tambi√©n crean un entorno de implementaci√≥n accesible que les permite a los t√©cnicos de la ciudad, que no tienen experiencia en la construcci√≥n de maquinaria ni en la automatizaci√≥n industrial, configurar y mantener f√°cilmente los sistemas de tr√°fico una vez que est√°n en el campo.

En lugar de desarrollar un esquema tradicional provisto con un gabinete, Mesa trabaj√≥ con Phoenix Contact para imprimir un dise√Īo personalizado directamente en el gabinete para que los t√©cnicos sepan exactamente d√≥nde debe ir cada terminaci√≥n como parte de una hoja de ruta de ensamblaje general. ‚ÄúCuando un cliente va a instalar o fabricar, todos saben exactamente a d√≥nde va cada componente‚ÄĚ, explica Todd Jackson, director de productos de Mesa. ‚ÄúEl dibujo muestra c√≥mo se ve el conector, por lo que es f√°cil de instalar‚ÄĚ.

Dado que Mesa est√° comprometido con el dise√Īo interno de la mayor cantidad posible de componentes, la flexibilidad del gabinete era fundamental. Por ejemplo, Mesa estaba construyendo su propia placa de fuente de alimentaci√≥n para un producto, que necesitaba acoplarse a un riel DIN. Phoenix pudo entregar un gabinete que acomoda la placa y al mismo tiempo permite que se fije a un riel DIN, lo que garantiza la protecci√≥n contra factores ambientales.

‚ÄúCada placa tiene una funci√≥n diferente en un sistema de tr√°fico, y podemos ofrecer gabinetes de diferentes tama√Īos para acomodar placas de circuitos impresos de diferentes tama√Īos‚ÄĚ, dice Travis Prause, ingeniero senior de ventas de productos electr√≥nicos en Phoenix Contact.

Para evitar sorpresas no deseadas de √ļltima hora, Prause dice que los clientes deben reorganizar los procesos y trabajar con los proveedores de gabinetes para considerar el gabinete como parte del dise√Īo de PCB (placa de circuito impreso) en etapa inicial. ‚ÄúSi primero dise√Īan la placa de circuito impreso y luego buscan un gabinete que encaje en la placa, rara vez funciona‚ÄĚ, dice. ‚ÄúSi hablamos con los clientes al principio del ciclo de dise√Īo del producto, es f√°cil encontrar el gabinete adecuado‚ÄĚ.

Prácticas recomendadas de implementación

Si bien las clasificaciones NEMA est√°n dise√Īadas para guiar a los ingenieros de control a un tipo de gabinete u otro, el sistema no es el m√°s intuitivo, reconoce Kinney de AutomationDirect. Como resultado, muchos malinterpretan las calificaciones y especifican err√≥neamente una unidad o ignoran el sistema de calificaci√≥n por completo, confiando en su instinto, lo que aumenta el riesgo de problemas.

Las capacidades de serigrafía permiten que la información se imprima en los gabinetes para garantizar la colocación correcta de los dispositivos correspondientes.Las capacidades de serigrafía permiten que la información se imprima en los gabinetes para garantizar la colocación correcta de los dispositivos correspondientes.Foto cortesía Phoenix Contact

‚ÄúLos clientes considerar√°n una calificaci√≥n ambiental que brinde requisitos espec√≠ficos, pero ese est√°ndar solo analiza una parte de lo que es ese entorno‚ÄĚ, se√Īala Ron Zeitler, gerente de control de calidad de Saginaw Control & Engineering. ‚ÄúTienes que considerar todos los problemas ambientales en el entorno de uso final, no solo el tipo de calificaci√≥n‚ÄĚ.

Como parte del proceso de selecci√≥n, es importante comprender completamente d√≥nde se utilizar√° el gabinete para abordar factores como la seguridad f√≠sica, los requisitos de montaje y la accesibilidad. La gesti√≥n t√©rmica es otro aspecto cr√≠tico de los gabinetes, ya que los integradores a menudo necesitar√°n incluir diferentes formas de dispositivos de enfriamiento, muchos de los cuales pueden no ser compatibles con entornos espec√≠ficos donde hay agua o temperaturas extremadamente fr√≠as, dice Kinney. Otra consideraci√≥n importante es el tama√Īo: demasiados ingenieros de control no prestan mucha atenci√≥n desde el principio al tama√Īo y las necesidades de espacio de los componentes, como las pantallas HMI o los ventiladores, y luego terminan cargados con un gabinete que no se escala correctamente para adaptarse a la factura completa de materiales.

Kinney les aconseja a los clientes que tengan en cuenta la longevidad al seleccionar un gabinete, al menos m√°s all√° de la vida √ļtil de los componentes internos, para evitar tener que comprar uno nuevo y soportar la molestia de volver a montar y optimizar los componentes.

‚ÄúPonga el trabajo de primero para que no tenga que pensar en ello al final‚ÄĚ, dice Kinney. ‚ÄúUna vez que se instala el gabinete, lo √ļnico de lo que debe preocuparse es de solucionar los problemas y mantener el equipo en el interior. El recinto deber√≠a poder hacer su trabajo a perpetuidad‚ÄĚ.