Quien programa un control de máquina, rellena un protocolo de prueba directamente en la instalación o documenta una avería necesita para ello un equipo capaz de dos cosas a la vez: debe llevar las interfaces adecuadas hacia la instalación, y debe resistir el entorno en el que realmente tiene lugar el mantenimiento – polvo, pulverización de agua, vibración, temperaturas cambiantes y estructuras metálicas que absorben las señales WiFi. Este artículo describe cómo se conectan los equipos móviles a las máquinas en serie, por red o de forma inalámbrica, qué robustez necesita realmente el personal de mantenimiento en la planta, cómo se pueden registrar los planes de mantenimiento y los avisos de avería directamente en la instalación, por qué el WiFi en naves con estanterías metálicas es un tema aparte – y dónde se necesita protección Ex.
Cómo se conectan los equipos móviles a máquinas e instalaciones
Para la conexión con controles de máquina e instalaciones industriales, en la práctica se plantean tres vías: la interfaz serie, una conexión de red fija y la tecnología de radio inalámbrica. Qué vía es la adecuada depende de la instalación concreta – los controles de máquina más antiguos a menudo solo se comunican en serie, mientras que las instalaciones más recientes ofrecen además acceso por red o por radio.
Interfaz serie (RS232)
Muchos controles de máquina y equipos industriales siguen utilizando hasta hoy la interfaz RS232 para la programación y la supervisión, porque ofrece una forma estable y sencilla de transmisión de datos y permite a los técnicos leer datos de diagnóstico y cargar actualizaciones de software directamente en los controles de máquina, sin depender de un equipo especial costoso. El protocolo RS232 transmite datos a través de un cable de 9 o 25 pines y permite, según la explicación básica, una transmisión de datos fiable hasta una distancia de 20 metros – suficiente para la mayoría de los armarios de control y paneles de mando en producción.
Como los notebooks modernos apenas incorporan ya de fábrica la interfaz serie, la página Laptop con interfaz serie (RS-232) enumera los modelos Durabook con conexión instalada de fábrica: el Durabook Z14I lleva dos conexiones RS232, el Durabook S15 una, y en el Durabook S14I se puede añadir una segunda conexión RS232, adicional a la ya existente, mediante una opción de fábrica de la bahía multimedia. En los tablets, en cambio, RS232 figura como módulo de expansión opcional: en el Durabook R11 en combinación con RJ45 y un lector combinado de tarjetas inteligentes, en el Durabook U11I de forma opcional (allí RS232 se excluye mutuamente con la conexión USB 3.2 Type A) y en el Durabook R8 como lector de tarjetas inteligentes con RS-232/RJ-45 y USB3.2. Quien se interese por los antecedentes técnicos de la interfaz en sí – comunicación DTE/DCE, cables null-modem y directos, distribución de pines de DB9 y DB25 – lo encontrará explicado en detalle en el artículo La interfaz RS232: ¿qué es? (DE).
Red
Los controles de máquina y componentes de instalación más recientes son cada vez más accesibles a través de Ethernet. Una conexión RJ45 está disponible en el catálogo allí donde se suministra como parte de un módulo de expansión – por ejemplo, en el Durabook R11, en el módulo combinado ya mencionado con RS232 y lector de tarjetas inteligentes, o en el Durabook R8, en el módulo con RS-232/RJ-45 y USB3.2. Para los equipos con conexión de acoplamiento, se puede establecer además una conexión de red fija a través de una estación de acoplamiento en el puesto de trabajo o en la oficina de mantenimiento, mientras el propio equipo permanece móvil en la instalación.
Conexión inalámbrica
Para la conexión inalámbrica, la página del sector Industria menciona expresamente RS232, Bluetooth, LTE, GPS y lector de código de barras como interfaces opcionales a través de las cuales se pueden conectar equipos en el entorno industrial. El Bluetooth se emplea sobre todo para distancias cortas con periféricos como escáneres o instrumentos de medición, el LTE para la conexión con sistemas superiores fuera de la propia WiFi, por ejemplo cuando los avisos de avería deben transmitirse a un sistema de mantenimiento central fuera de la nave. Qué generación de WiFi lleva un equipo para la conexión dentro de la nave es un tema propio que se trata por separado más adelante.
Por qué los equipos de mantenimiento deben resistir aceite, virutas, vibración y variaciones de temperatura
El personal de mantenimiento no trabaja en un escritorio ordenado, sino directamente en la instalación – con las manos aceitosas, cerca de virutas y bajo la vibración que generan las máquinas en funcionamiento. Un equipo que deba funcionar allí de forma fiable necesita, por tanto, más que un notebook de oficina normal. La página del sector Industria lo resume así: „En la planta cuentan la robustez, la disponibilidad y una integración limpia – no las especificaciones vistosas", con solicitaciones típicas de „polvo/vibración, temperaturas cambiantes, mantenimiento y procesos de verificación, documentación y periféricos heredados".
En concreto, la página del sector recomienda para la industria manufacturera una clase de protección de IP53 o superior, que garantice „no solo protección contra la caída de pulverización de agua, sino también protección total contra la entrada de polvo y el contacto". En la tabla comparativa de laptops eso está registrado en concreto: el Durabook S14I lleva IP53, el Durabook Z14I IP65, el Durabook S15 y el Durabook S15AB llevan IP5X respectivamente. Además, el S15, el S14I y el Z14I disponen, según la tabla, de tapas de conexión que protegen los conectores frente a la entrada de polvo y pulverización de agua – en el Durabook S15AB esta fila no está indicada.
Contra la vibración y los golpes, tal como se dan cerca de máquinas en funcionamiento, es relevante la certificación MIL-STD-810. Según la tabla comparativa, el Durabook S15, S14I y Z14I están verificados según MIL-STD-810H, entre otras cosas contra „caídas, golpes, vibraciones, lluvia, polvo, altitud, hielo/rocío, temperaturas altas/bajas, choque térmico, humedad"; el Durabook S15AB está verificado según MIL-STD-810G contra „caída, choque y vibración". En cuanto a la protección contra caídas, los modelos se diferencian: el Durabook Z14I resiste, según la tabla, caídas de hasta 180 cm, el S15 y el S14I hasta 120 cm, el S15AB hasta 90 cm.
El rango de temperatura también es relevante en la fabricación, cuando los equipos cambian entre zonas de almacenamiento frescas, salas de máquinas cálidas o partes de la nave sin calefacción. Para el Durabook S15, S14I y Z14I, según la tabla comparativa, está confirmado un rango de temperatura de servicio de −20 °C a 60 °C; en el Durabook S15AB esta fila no está indicada. Qué significa en la práctica este rango – por ejemplo, la diferencia con la temperatura de almacenamiento y el efecto sobre la batería en frío – lo explica en detalle el artículo Temperatura de servicio: qué significan en la práctica −20 °C a 60 °C (DE).
Registrar planes de mantenimiento, avisos de avería y protocolos de prueba directamente en la instalación
Los planes de mantenimiento, los avisos de avería y los protocolos de prueba solo se pueden registrar directamente en la instalación si el equipo sigue siendo manejable con guantes y en un entorno con humedad o película de aceite en las manos. Una pantalla táctil habitual no es, para eso, sin más adecuada, según el artículo Touch con humedad y con guantes (DE): las pantallas táctiles capacitivas comerciales están optimizadas para un dedo desnudo y seco, mientras que un modo conmutable para guantes o lluvia adapta el reconocimiento específicamente a esas condiciones. Para la entrada de datos en la instalación, eso significa que un equipo con el modo de manejo correspondiente hace fiable el registro de un protocolo de mantenimiento incluso cuando los técnicos llevan guantes o la pantalla está húmeda.
Para la identificación inequívoca de máquinas, componentes u objetos de prueba están disponibles la captura por código de barras y por RFID. El artículo Captura por código de barras y RFID: qué tecnología es adecuada y cuándo (DE) señala que el RFID solo es fiable de forma limitada en entornos con mucho metal – por ejemplo, en un taller o un parque de máquinas –, porque las superficies metálicas pueden reflejar, apantallar o interferir las señales de radio de las etiquetas RFID. Una etiqueta de código de barras no se ve afectada por esta limitación mientras siga siendo legible ópticamente – una razón por la que la captura por código de barras suele ser la opción más fiable en entornos de producción ricos en metal. Los lectores de código de barras están disponibles en el catálogo como opción de fábrica en varios modelos, y los módulos RFID se pueden añadir, entre otros, en el Durabook S14I, S15, Z14I, R11, R11L y U11I.
Cuando los protocolos de mantenimiento deben documentarse de forma personalizada o los accesos deben poder rastrearse de forma controlada, por ejemplo en el cambio de turno, se plantea además un lector de tarjetas inteligentes con chip TPM: el TPM 2.0 está presente de forma constante en los modelos Durabook, según las tablas comparativas, y un lector de tarjetas inteligentes se puede añadir, entre otros, en el Durabook R8, R11, R11L y en el Durabook S14I como módulo de expansión u opción de fábrica, como describe el artículo Lector de tarjetas inteligentes y TPM: protección de acceso en el uso en campo (DE). Una tarjeta con chip se puede retirar fácilmente en el cambio de turno, con lo que el equipo queda bloqueado de inmediato – práctico cuando un equipo de mantenimiento es utilizado por personal que cambia.
WiFi en naves con estanterías metálicas: un tema aparte
Si un equipo de mantenimiento está conectado por WiFi en lugar de por una conexión de cable fija, el entorno juega un papel más importante de lo que parece a primera vista. El artículo Wi-Fi 6E y Wi-Fi 7 en el entorno industrial (DE) describe que las estanterías, las carcasas de máquinas, las vigas de acero y las puertas enrollables reflejan y atenúan las señales de radio – eso favorece las zonas sin cobertura y la propagación multitrayecto, en la que una señal llega al receptor por varios caminos con retardo. Además, los variadores de frecuencia, los motores, los equipos de soldadura y otras instalaciones industriales generan interferencias electromagnéticas que pueden afectar especialmente a la banda de 2,4 GHz, muy saturada.
Los estándares WiFi modernos responden a esto con espectro de radio adicional y un procesamiento de señal mejorado. Según el artículo mencionado, el Durabook S14I, al igual que el Durabook Z14I, ya lleva Wi-Fi 7, el Durabook S15 lleva Wi-Fi 6E, mientras que el Durabook S15AB todavía se basa en la generación Wireless-AC más antigua (802.11ac). En los tablets, actualmente solo el Durabook R10 lleva Wi-Fi 7, mientras que el R11L, el R11, el U11I y el R8 llevan Wi-Fi 6E. Importante en este punto: un equipo con un estándar WiFi nuevo solo despliega sus ventajas si los puntos de acceso instalados en la nave también admiten el estándar correspondiente – de lo contrario, incluso un equipo nuevo se conecta únicamente a través de la banda de frecuencia más antigua compartida.
Dónde se necesita protección Ex en la producción
No todos los entornos de producción se pueden cubrir con un equipo robusto habitual. En cuanto en una zona de trabajo cabe esperar la aparición de una atmósfera explosiva de gas, vapor o polvo – por ejemplo, en el procesamiento químico, en talleres de pintura, en depósitos de tanques de la industria del petróleo y el gas, o en molinos y silos con polvo combustible –, un valor IP o MIL-STD alto por sí solo no basta. El artículo ATEX y protección Ex: cuándo un equipo debe estar certificado por zona (DE) explica que para ello se necesita una certificación propia, regulada legalmente, según ATEX o IECEx, porque un equipo eléctrico puede convertirse él mismo en fuente de ignición – por una chispa al conectar un cable, por carga electrostática o por una superficie que se calienta demasiado.
En el catálogo RobustBook hay disponibles variantes Ex propias para ello. El Getac EX80 está certificado, según la página de producto, con „ATEX/IECEX Zona 0/20 y UL913 (Class I/II Division 1)" y además verificado según MIL-STD-810G e IP67. El Durabook U11I-EX está, según la descripción del producto, „certificado ATEX Zona 2/22", con la marca Ex „Ex II 3G Ex ic IIC T4 Gc" para el ámbito de gas y „Ex II 3D Ex ic IIIB T135°C Dc" para el ámbito de polvo. El Getac F110-EX lleva, según el artículo sobre ATEX, una certificación ATEX e IECEx para Zona 2/22 y está indicado expresamente para profesionales de la extracción de petróleo y gas, el procesamiento químico y la producción farmacéutica. Para el Durabook R8-EX, según el mismo artículo, no hay indicada una zona concreta, pero sí accesorios propios con marca ATEX, como una funda protectora propia y una lámina protectora de pantalla.
Qué equipo está realmente certificado para qué zona, y qué zona existe realmente en la propia planta de producción, solo se puede aclarar a partir de la página de producto correspondiente y de la evaluación de riesgos de la propia empresa – aquí, de forma deliberada, no se hace una asignación general del tipo „esta zona corresponde a aquel equipo", porque no se puede deducir del propio catálogo. Para empresas que apuestan en general por equipos robustos, estancos al polvo y protegidos contra salpicaduras, sin que en la nave de producción correspondiente exista una zona Ex, la visión general en Industria es la entrada adecuada al catálogo habitual.
Qué equipos son adecuados para el control de máquinas y el mantenimiento
Para el trabajo diario en controles de máquina y en el mantenimiento, la página del sector Industria presenta tres modelos como recomendación: la tablet Durabook U11I, el laptop Durabook S15 y el laptop Durabook S14I – cada uno con detalles sobre pantalla, procesador, memoria de trabajo, almacenamiento de datos, autonomía de batería y las interfaces opcionales. Para la comparación directa de todos los datos técnicos – clase de protección, protección contra caídas, conexiones, estándar WiFi, batería y rango de temperatura – en toda la gama de modelos, la tabla comparativa de laptops y la tabla comparativa de tablets ofrecen la visión completa. Quien quiera saber más, además de la conexión serie, sobre la propia interfaz RS232, encontrará los fundamentos técnicos en el artículo La interfaz RS232: ¿qué es? (DE) y la visión general de modelos en la página Laptop con interfaz serie (RS-232).
Preguntas frecuentes
¿Necesita todo control de máquina una interfaz serie?
No todos, pero muchos controles de máquina antiguos y también otros que siguen actualmente en uso utilizan RS232, según el artículo La interfaz RS232: ¿qué es? (DE), para la programación y la supervisión, porque una reconversión completa a interfaces más modernas puede suponer un esfuerzo considerable. Qué modelo ofrece la interfaz instalada de fábrica o como opción añadible lo muestra la página Laptop con interfaz serie (RS-232).
¿Basta IP53 para el uso en producción?
Según la página del sector Industria, RobustBook da importancia, para la industria manufacturera, a una clase de protección de IP53 o superior, que ofrezca protección total contra el polvo y protección contra la caída de pulverización de agua. Si eso basta para un lugar de uso concreto o si es más razonable una clase más alta como IP65 depende del perfil de solicitación real del puesto de trabajo correspondiente.
¿Cuándo deja de ser suficiente un equipo robusto normal?
En cuanto en una zona de trabajo cabe esperar una atmósfera explosiva de gas, vapor o polvo, según el artículo ATEX y protección Ex (DE), un equipo robusto habitual ya no basta – aquí se necesita una certificación propia según ATEX o IECEx.
¿Por qué hay que planificar el WiFi en una nave de producción de forma distinta que en la oficina?
Porque las estanterías metálicas, las carcasas de máquinas y las construcciones de acero atenúan y reflejan las señales de radio, y porque fuentes de interferencia industriales como los variadores de frecuencia o los motores interfieren adicionalmente, como describe el artículo Wi-Fi 6E y Wi-Fi 7 en el entorno industrial (DE). Un estándar WiFi moderno solo ayuda si la infraestructura de puntos de acceso en la nave también está diseñada en consecuencia.
Qué dos requisitos plantean el control de máquinas y el mantenimiento
El control de máquinas y el mantenimiento en producción plantean dos requisitos distintos a la vez a un equipo móvil: la interfaz adecuada hacia la instalación – en serie, por red o de forma inalámbrica – y un diseño que resista el polvo, la pulverización de agua, la vibración y las temperaturas cambiantes directamente en el lugar de uso. Los planes de mantenimiento, los avisos de avería y los protocolos de prueba solo se pueden registrar de forma fiable directamente en la instalación si el manejo táctil, la captura por código de barras o RFID y el control de acceso se ajustan al entorno de trabajo correspondiente. El WiFi en naves con estanterías metálicas es, en ese contexto, un tema de planificación propio, y en cuanto existe una zona Ex, ninguna clase de protección IP, por alta que sea, sustituye la certificación ATEX o IECEx propia. Una visión general del catálogo robusto habitual para la industria la ofrece la página Industria, y la comparación técnica completa de todos los modelos, la tabla comparativa de laptops y la tabla comparativa de tablets.
Si tiene preguntas sobre el equipamiento adecuado para el control de máquinas y el mantenimiento en su producción, el equipo de RobustBook le ayudará con gusto a elegir el modelo apropiado.