Instalación de controladores con. inmunidad a las perturbaciones SIMATIC

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Instalación de controladores con inmunidad a las perturbaciones

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SIMATIC

S7-1500, ET 200MP, ET 200SP, ET 200AL

Instalación de controladores con inmunidad a las perturbaciones

Manual de funciones

Prólogo

Guía de la documentación 1

Principios básicos de la compatibilidad

electromagnética 2

Tendido de cables inmune a

las perturbaciones 3

Apantallamiento de los

cables 4

Equipotencialidad 5

Medidas especiales para un funcionamiento inmune a las

perturbaciones 6

Protección contra rayos y

sobretensiones 7

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Notas jurídicas

Filosofía en la señalización de advertencias y peligros

Este manual contiene las informaciones necesarias para la seguridad personal así como para la prevención de daños materiales. Las informaciones para su seguridad personal están resaltadas con un triángulo de

advertencia; las informaciones para evitar únicamente daños materiales no llevan dicho triángulo. De acuerdo al grado de peligro las consignas se representan, de mayor a menor peligro, como sigue.

PELIGRO

Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas se producirá la muerte, o bien lesiones corporales graves.

ADVERTENCIA

Significa que, si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas puede producirse la muerte o bien lesiones corporales graves.

PRECAUCIÓN

Significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse lesiones corporales.

ATENCIÓN

Significa que si no se adoptan las medidas preventivas adecuadas, pueden producirse daños materiales.

Si se dan varios niveles de peligro se usa siempre la consigna de seguridad más estricta en cada caso. Si en una consigna de seguridad con triángulo de advertencia se alarma de posibles daños personales, la misma consigna puede contener también una advertencia sobre posibles daños materiales.

Personal cualificado

El producto/sistema tratado en esta documentación sólo deberá ser manejado o manipulado por personal cualificado para la tarea encomendada y observando lo indicado en la documentación correspondiente a la misma, particularmente las consignas de seguridad y advertencias en ella incluidas. Debido a su formación y experiencia, el personal cualificado está en condiciones de reconocer riesgos resultantes del manejo o manipulación de dichos productos/sistemas y de evitar posibles peligros.

Uso previsto o de los productos de Siemens Considere lo siguiente:

ADVERTENCIA

Los productos de Siemens sólo deberán usarse para los casos de aplicación previstos en el catálogo y la documentación técnica asociada. De usarse productos y componentes de terceros, éstos deberán haber sido recomendados u homologados por Siemens. El funcionamiento correcto y seguro de los productos exige que su transporte, almacenamiento, instalación, montaje, manejo y mantenimiento hayan sido realizados de forma correcta. Es preciso respetar las condiciones ambientales permitidas. También deberán seguirse las indicaciones y advertencias que figuran en la documentación asociada.

Marcas registradas

Todos los nombres marcados con ® son marcas registradas de Siemens AG. Los restantes nombres y

designaciones contenidos en el presente documento pueden ser marcas registradas cuya utilización por terceros

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Prólogo

Finalidad de la documentación

Esta documentación le ayudará en la instalación y puesta en marcha de controladores de lógica programable.

Una instalación correcta es importante para que los controladores funcionen sin problemas.

Conocimientos básicos necesarios

Para una mejor compresión de la presente documentación se requieren los siguientes conocimientos:

● Conocimientos generales de automatización

● Conocimientos del sistema de automatización industrial SIMATIC

● Conocimientos de las normativas VDE y CE

● Conocimientos sobre las normas de montaje de controladores y aparatos de maniobra

Convenciones

Preste atención también a las notas marcadas del modo siguiente:

Nota

Una nota contiene datos importantes acerca del producto descrito en la documentación, el manejo de dicho producto o la parte de la documentación a la que debe prestarse especial atención.

Ámbito de validez de la documentación

La presente documentación es válida para todos los productos de las familias de productos SIMATIC S7-1500, ET 200MP, ET 200SP y ET 200AL.

Las familias de productos SIMATIC S7-1500, ET 200MP y ET 200SP están homologadas para el grado de protección IP20, es decir, los módulos de estas familias de productos deben montarse en un armario eléctrico.

La familia de productos SIMATIC ET 200AL está homologada para el grado de protección IP65/IP67, es decir, los módulos no deben montarse necesariamente en un armario

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Cambios con respecto a la versión anterior

Con respecto a la versión anterior del manual (edición 01/2013) se han realizado los siguientes cambios o ampliaciones:

● Ampliación del ámbito de validez al sistema de periferia descentralizada ET 200AL

● Ampliación del capítulo Conexión de la pantalla de cable en el ET 200AL

● Ampliación de los componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos

Soporte adicional

Encontrará más información sobre los productos SIMATIC en Internet. La documentación correspondiente está igualmente disponible en Internet.

● La oferta de documentación técnica de los distintos productos y sistemas de

automatización SIMATIC se encuentra en Internet (http://www.siemens.com/simatic-tech- doku-portal).

● Encontrará el catálogo online y el sistema de pedidos online en Internet (http://mall.automation.siemens.com).

Información de seguridad

Siemens suministra productos y soluciones con funciones de seguridad industrial que contribuyen al funcionamiento seguro de instalaciones, soluciones, máquinas, equipos y redes. Dichas funciones son un componente importante de un sistema global de seguridad industrial. En consideración de lo anterior, los productos y soluciones de Siemens son objeto de mejoras continuas. Por ello, le recomendamos que se informe periódicamente sobre las actualizaciones de nuestros productos

Para el funcionamiento seguro de los productos y soluciones de Siemens, es preciso tomar medidas de protección adecuadas (como el concepto de protección de células) e integrar cada componente en un sistema de seguridad industrial integral que incorpore los últimos avances tecnológicos. También deben tenerse en cuenta los productos de otros fabricantes que se estén utilizando. Encontrará más información sobre seguridad industrial en

(http://www.siemens.com/industrialsecurity).

Si desea mantenerse al día de las actualizaciones de nuestros productos, regístrese para recibir un boletín de noticias específico del producto que desee. Encontrará más información

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Índice

Prólogo ... 3

1 Guía de la documentación ... 6

2 Principios básicos de la compatibilidad electromagnética ... 7

2.1 Resumen de posibles influencias perturbadoras ... 7

2.2 Mecanismos de acoplamiento ... 8

3 Tendido de cables inmune a las perturbaciones ... 9

3.1 Clasificación de cables en categorías ... 9

3.2 Tendido de cables dentro de armarios en el interior de edificios ... 11

3.3 Tendido de cables fuera de armarios en el interior de edificios ... 11

3.4 Tendido de cables en el exterior de edificios ... 12

3.5 Tendido de cables en el subsuelo ... 13

3.6 Radios de flexión y resistencias a tracción de los cables ... 14

4 Apantallamiento de los cables ... 15

4.1 Conexión de la pantalla de cable en el S7-1500 y el ET 200MP ... 17

4.2 Conexión de la pantalla de cable en el ET 200SP ... 19

4.3 Conexión de la pantalla de cable en el ET 200AL ... 20

4.4 Conexión de la pantalla de cable en cables de bus ... 21

4.5 Conexión de la pantalla de cable en otros componentes ... 22

5 Equipotencialidad ... 23

6 Medidas especiales para un funcionamiento inmune a las perturbaciones ... 25

7 Protección contra rayos y sobretensiones ... 26

7.1 ¿Qué es la protección contra rayos y sobretensiones? ... 26

7.2 Concepto de zonas de protección contra rayos ... 27

7.3 Reglas y componentes para la transición entre zonas de protección contra rayos ... 29

Índice alfabético ... 36

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Guía de la documentación 1

Introducción

La documentación de los productos SIMATIC tiene una estructura modular y contiene temas relacionados con el sistema de automatización.

La documentación completa de los sistemas S7-1500, ET 200SP, ET 200MP y ET 200AL consta del manual de sistema correspondiente, manuales de funciones y manuales de producto.

Además, el sistema de información de STEP 7 (Ayuda en pantalla) le ayudará a configurar y programar el sistema de automatización.

Resumen de la documentación para la instalación de controladores con inmunidad a las perturbaciones

En la siguiente tabla se indica la documentación adicional que completa la presente descripción para la instalación de controladores con inmunidad a las perturbaciones.

Tabla 1- 1 Documentación para la instalación de controladores con inmunidad a las perturbaciones

Tema Documentación Contenidos más destacados

Descripción del

sistema Manual de sistema

Sistema de automatización S7-1500

(http://support.automation.siemens.com/WW/vi ew/es/59191792)

• Pasos previos a la instalación

• Montaje

• Conexión

• Puesta en marcha Manual de sistema

Sistema de periferia descentralizada ET 200SP

(http://support.automation.siemens.com/WW/vi ew/es/58649293)

Manual de sistema

Sistema de periferia descentralizada

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Principios básicos de la compatibilidad

electromagnética 2

2.1 Resumen de posibles influencias perturbadoras

Introducción

Los productos SIMATIC y sus componentes han sido desarrollados para su uso en el entorno industrial y cumplen los requisitos legales de CEM (compatibilidad

electromagnética). No obstante, antes de instalar el controlador deberá realizar una planificación de CEM para detectar posibles fuentes perturbadoras e incluirlas en sus consideraciones.

Compatibilidad electromagnética

La compatibilidad electromagnética describe la capacidad de un aparato eléctrico de funcionar correctamente en el medio electromagnético especificado para él. De este modo, ni el entorno ni el propio aparato eléctrico se ven afectados indebidamente.

Posibles influencias perturbadoras

Las perturbaciones electromagnéticas influyen en el sistema de automatización de diferente manera. A continuación se indican las perturbaciones más importantes y sus causas:

● Campos electromagnéticos que inciden directamente en el sistema

● Perturbaciones que se acoplan a través de señales de bus (p. ej., PROFINET)

● Perturbaciones que inciden a través del cableado del proceso

● Perturbaciones que acceden al sistema a través de la fuente de alimentación o la tierra de protección

La figura siguiente muestra las posibles vías de las perturbaciones electromagnéticas.

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2.2 Mecanismos de acoplamiento

Las perturbaciones acceden al sistema de automatización a través de cuatro mecanismos de acoplamiento diferentes, en función del medio de propagación y la distancia existente entre la fuente perturbadora y el aparato.

La tabla siguiente muestra posibles causas o fuentes perturbadoras típicas atribuibles a los diferentes mecanismos de acoplamiento:

Tabla 2- 1 Mecanismos de acoplamiento Mecanismo de

acoplamiento Causa Fuentes perturbadoras típicas

Acoplamiento

galvánico Dos circuitos comparten un mismo cable • Aparatos conmutados

(perturbaciones provenientes de convertidores y fuentes de alimentación externas)

• Arranque de motores

• Distinto potencial de las cajas de componentes con la misma fuente de alimentación

Acoplamiento

capacitivo Diferencia de potencial entre los

conductores • Acoplamiento de perturbaciones por

cables de señal tendidos en paralelo

• Descarga estática del operador Acoplamiento

inductivo Perturbación recíproca de bucles de conductores por los que circula corriente. Los campos magnéticos vinculados a las corrientes provocan perturbaciones.

• Transformadores, motores, soldadores eléctricos

• Cables de red tendidos en paralelo

• Cables cuyas corrientes se conectan

• Cables de señal con alta frecuencia

• Bobinas no cableadas Acoplamiento

radiado Una onda electromagnética incide en un conjunto de cables. El impacto de dicha onda provoca corrientes y tensiones.

• Emisores cercanos (p. ej., walkie- talkie)

• Espacios con riesgo de descargas disruptivas (bujías, colectores de motores eléctricos, soldadores)

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Tendido de cables inmune a las perturbaciones 3

Este capítulo describe la clasificación de los cables conforme a las reglas de CEM y el tendido de cables de bus, datos, señales y alimentación.

3.1 Clasificación de cables en categorías

Clasifique los cables en categorías en función de su sensibilidad respecto al acoplamiento y a la emisión de perturbaciones. Cuanto más distantes entre sí se tiendan los cables de las diferentes categorías, menos se perturbarán recíprocamente mediante acoplamiento capacitivo e inductivo.

La tabla siguiente indica las categorías en las que deben clasificarse los cables.

Tabla 3- 1 Categorías de cables

Categoría A • Cables de señal a los módulos de periferia

• Cables de bus y datos (p. ej., PROFIBUS, PROFINET)

• Cables a los equipos HMI

• Cables de alimentación para tensiones bajas (< 24 V DC o < 60 V AC) Categoría B • Cables de alimentación con aislamiento eléctrico seguro (SELV)

• Tensiones de alimentación < 400 V Categoría C • Tensiones de alimentación > 400 V

La tabla siguiente indica las distancias mínimas que deben respetarse al tender los cables.

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3.1 Clasificación de cables en categorías

Tabla 3- 2 Combinación de las categorías de cables

Categoría A Categoría B Categoría C

Categoría A • Mazos o canaletas

comunes • Mazos o canaletas independientes (no se precisa una distancia mínima)

• Mazos o canaletas independientes dentro de armarios

• Fuera de armarios pero en el interior de edificios, en cables independientes con una distancia mínima de 10 cm Categoría B • Mazos o canaletas

independientes (no se precisa una distancia mínima)

• Mazos o canaletas comunes

Categoría C • Mazos o canaletas independientes dentro de armarios

• Fuera de armarios pero en el interior de edificios, en cables independientes con una distancia mínima de 10 cm

• Mazos o canaletas comunes

Si tiende cables de diferentes categorías en una misma canaleta, utilice canaletas metálicas con separadores igualmente metálicos.

La figura siguiente muestra esquemáticamente una canaleta con separador.

①

Canaleta metálica

②

Separador metálico

Figura 3-1 Canaleta con separador

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Tendido de cables inmune a las perturbaciones 3.2 Tendido de cables dentro de armarios en el interior de edificios

3.2 Tendido de cables dentro de armarios en el interior de edificios

Regla

Para tender los cables correctamente dentro de armarios eléctricos, observe las siguientes reglas:

● Si es imprescindible cruzar los cables, crúcelos en un ángulo de 90° en la medida de lo posible, para que las perturbaciones por campos eléctricos se reduzcan al mínimo.

● No tienda los cables que entren al armario eléctrico desde el exterior paralelamente a los contactos de pantalla.

3.3 Tendido de cables fuera de armarios en el interior de edificios

Regla

Para tender los cables correctamente fuera de armarios eléctricos en el interior de edificios, observe las siguientes reglas:

● Tenga en cuenta las indicaciones del capítulo Clasificación de cables en categorías (Página 9).

● Si tiende los cables en canaletas metálicas, puede colocar las canaletas de cables una junto a otra.

● Conecte las bandejas portacables de metal conductor a la conexión equipotencial del edificio.

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3.4 Tendido de cables en el exterior de edificios

En la medida de lo posible, en el exterior de edificios tienda los cables sobre soportes de cables metálicos. Conecte los puntos de contacto de los soportes galvánicamente y ponga los soportes a tierra.

Regla

Al tender cables en el exterior de edificios, observe las siguientes reglas:

● Utilice cajas de bornes intermedias metálicas para conectar los cables procedentes del exterior en la transición con los cables del interior del edificio. Ponga a tierra dichas cajas.

● Incluya los cables de bus que deban tenderse en el exterior del edificio en su sistema de protección contra rayos y sobretensiones.

Protección contra rayos

Al tender cables para dispositivos SIMATIC en el exterior de edificios, deberá prever medidas para la protección interna y externa contra rayos.

Referencia

Para más información sobre la protección contra rayos, consulte el capítulo Protección contra rayos y sobretensiones (Página 26).

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Tendido de cables inmune a las perturbaciones 3.5 Tendido de cables en el subsuelo

3.5 Tendido de cables en el subsuelo

Regla

Al realizar el tendido de cables en el subsuelo, observe las siguientes reglas:

● Tienda el cable como mínimo 60 cm por debajo de la superficie terrestre.

● Tienda una conexión equipotencial unos 20 cm por encima del cable. Utilice, p. ej., una pletina de tierra galvanizada. Al mismo tiempo, la pletina de tierra sirve como protección contra descargas de rayos.

● Proteja el cable frente a daños mecánicos, p. ej. con un tubo de plástico o una cinta de señalización de cables en el suelo, unos 40 cm por encima del cable.

● Separe las diferentes categorías de cables en el subsuelo, p. ej. mediante canaletas.

La figura siguiente muestra la disposición de la cinta de señalización de cables, la conexión equipotencial y un cable.

Figura 3-2 Disposición en el subsuelo

Protección contra rayos

Al tender cables para dispositivos SIMATIC en el exterior de edificios, deberá prever medidas para la protección interna y externa contra rayos.

Referencia

Para más información sobre la protección contra rayos, consulte el capítulo Protección contra rayos y sobretensiones (Página 26).

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3.6 Radios de flexión y resistencias a tracción de los cables

Carga de tracción

Una carga elevada de los cables debida a las fuerzas de tracción hace que el material conductor se deforme. Por lo tanto, las cargas de tracción causan una modificación en la estructura del material y una reducción de la sección del conductor. Las consecuencias de una reducción de la sección del conductor son un calentamiento de los cables y un envejecimiento prematuro del aislamiento del conductor.

En los módulos de periferia de las familias de productos SIMATIC S7-1500 y SIMATIC ET 200MP utilice las bridas para cables suministradas para aliviar los puntos de fijación de los conectores.

Radio de flexión

Si al tender los cables elige radios de flexión demasiado pequeños, se producen

elongaciones y torsiones del material y, con ello, una modificación de la mecánica de los cables. Como consecuencia, las características eléctricas se ven afectadas.

Preste especial atención a los radios de flexión de los cables de fibra óptica. Unos radios de flexión demasiado pequeños influyen en las propiedades ópticas del cable de fibra óptica.

En tal caso ya no se garantiza una transmisión segura.

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Apantallamiento de los cables 4

El apantallamiento es una medida para debilitar (atenuar) campos de perturbación magnéticos, eléctricos o electromagnéticos.

La conexión de pantalla deriva a tierra las corrientes parásitas de las pantallas. Una conexión al conductor de protección de baja impedancia es especialmente importante para que estas corrientes parásitas no se conviertan en una fuente perturbadora.

Reglas

Utilice preferentemente cables con pantalla de malla. El contactado de la pantalla debe ser superior a un 80% en la zona de contacto. Evite cargas de tracción y presiones en cables con pantalla de lámina metálica. Estas cargas y presiones dañan la pantalla de lámina metálica muy fácilmente en el punto de fijación. Como consecuencia disminuye el efecto de pantalla.

Conexión de pantalla con puesta a tierra bilateral

Conecte las pantallas a tierra siempre por ambos extremos del cable. Las perturbaciones de baja y alta frecuencia Solo se reducen conectando las pantallas por ambos lados.

Nota

Tendido de un cable equipotencial adicional

En caso de diferencias de potencial entre los puntos de puesta a tierra, una corriente de compensación fluye a través de la pantalla conectada por ambos extremos. En tal caso un cable de conexión equipotencial adicional. Para más información al respecto, consulte el capítulo Conexión equipotencial (Página 23).

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Conexión de pantalla con puesta a tierra capacitiva unilateral

Si no existe la posibilidad de tender una conexión equipotencial (p. ej., en instalaciones muy extensas), deberá ponerse a tierra un extremo de la pantalla de forma capacitiva. En este caso solo se reducen las perturbaciones de alta frecuencia.

La figura siguiente muestra la puesta a tierra capacitiva de una pantalla de cable. Los valores indicados en la figura son orientativos y difieren de un sistema a otro. La capacidad deriva las perturbaciones de alta frecuencia. Esta capacidad tiene un efecto de alta

impedancia para la frecuencia de red (50 o 60 Hz) y, de este modo, impide que fluyan corrientes de compensación a través la pantalla. Una resistencia de alta impedancia conectada en paralelo impide que la capacidad se cargue con tensión continua.

Figura 4-1 Puesta a tierra capacitiva de la pantalla

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Apantallamiento de los cables 4.1 Conexión de la pantalla de cable en el S7-1500 y el ET 200MP

4.1 Conexión de la pantalla de cable en el S7-1500 y el ET 200MP

Para realizar la conexión de pantalla de los cables de señal se ha diseñado un sistema de apantallamiento especial para el sistema de automatización S7-1500 y el sistema de periferia descentralizada ET 200MP. El elemento de conexión de la pantalla se compone de una abrazadera formada por una base y una pieza superior.

Cuando el conector frontal se encuentra en el módulo, el elemento conector desvía a tierra las corrientes parásitas que se originan a través del módulo y el perfil soporte.

La base es un soporte insertable para los módulos analógicos y tecnológicos. La base permite colocar pantallas de baja impedancia con tiempos de montaje mínimos.

La figura siguiente muestra un conector frontal con la base de la abrazadera de pantalla insertada y su correspondiente pieza superior.

①

Base de la abrazadera

②

Pantalla de cable pelada

③

Pieza superior de la abrazadera

Figura 4-2 Base y pieza superior de la abrazadera en el conector frontal

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4.1 Conexión de la pantalla de cable en el S7-1500 y el ET 200MP

Más información

Encontrará más información sobre el montaje de la abrazadera bipartita en los manuales de sistema Sistema de automatización S7-1500

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/es/59191792) o Sistema de periferia descentralizada ET 200MP (http://support.automation.siemens.com/WW/view/es/59193214), en ambos casos en el capítulo Cableado del conector frontal.

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Apantallamiento de los cables 4.2 Conexión de la pantalla de cable en el ET 200SP

4.2 Conexión de la pantalla de cable en el ET 200SP

Para realizar la conexión de pantalla de los cables de señal se ha diseñado un sistema de apantallamiento especial para el sistema de periferia descentralizada ET 200SP. El elemento de conexión de la pantalla se compone de una abrazadera.

Cuando el conector frontal se encuentra en el módulo, el elemento conector desvía a tierra las corrientes parásitas que se originan a través de la BaseUnit y el perfil soporte.

La abrazadera se introduce en un soporte de la BaseUnit. La abrazadera permite colocar pantallas con baja impedancia con tiempos de montaje mínimos. Se suprime la habitual colocación de la pantalla a la entrada del armario.

La figura siguiente muestra una BaseUnit con abrazadera de pantalla y contacto de pantalla.

①

BaseUnit del ET 200SP

②

Abrazadera de pantalla

③

Contacto de pantalla con terminal faston macho para hembras Figura 4-3 BaseUnit con abrazadera de pantalla

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4.3 Conexión de la pantalla de cable en el ET 200AL

Cada módulo del sistema de periferia descentralizada ET 200AL dispone de una conexión de la tierra funcional.

Para la conexión de señales analógicas, PROFINET y PROFIBUS, así como para ET-Connection utilice solamente cables apantallados. Si ha atornillado correctamente el conector, las piezas metálicas y la tierra funcional desvían las corrientes parásitas que surgen.

Si fija un módulo ET 200AL a una base conductora puesta a tierra, el tornillo de fijación inferior establece una conexión conductora con el potencial de tierra.

Si fija un módulo ET 200AL a una base no conductora, al mismo tiempo fije el cable de tierra con el tornillo de fijación inferior.

En la figura siguiente se muestra cómo conectar la tierra funcional mediante un cable de tierra (en el ejemplo, en el módulo de interfaz IM 157-1 PN).

Figura 4-4 Conexión de tierra funcional mediante cable de tierra

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Apantallamiento de los cables 4.4 Conexión de la pantalla de cable en cables de bus

4.4 Conexión de la pantalla de cable en cables de bus

En los sistemas S7-1500, ET 200MP y ET 200SP, las pantallas de los cables PROFIBUS y PROFINET se contactan a los elementos de conexión de bus empleados. De este modo, la pantalla y el contacto de pantalla están interconectados galvánicamente. Cuando se enchufa el conector al módulo, las perturbaciones acopladas se derivan a tierra a través del portamódulos. Se suprime la habitual colocación de la pantalla a la entrada del armario eléctrico.

La figura siguiente muestra ejemplos de la conexión de pantalla de diferentes elementos de conexión de bus.

①

BusAdapter BA 2xRJ45 para ET 200SP

②

Conector PROFIBUS de 9 polos D-Sub

③

Conector PROFINET RJ45

④

Contacto de pantalla del correspondiente conector

Figura 4-5 Conexión de pantalla en elementos de conexión de bus

Referencia

Encontrará más información sobre el montaje de los conectores en el manual de sistema Sistema de periferia descentralizada ET 200SP

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/es/58649293), en el capítulo Conexión de PROFINET IO al módulo de interfaz mediante el BusAdapter BA 2xRJ45, y en la

correspondiente información del producto suministrada con el conector.

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4.5 Conexión de la pantalla de cable en otros componentes

En la práctica se ha demostrado la eficacia de las siguientes modalidades a la hora de realizar la conexión de pantalla en equipos que no disponen de abrazaderas especiales.

Regla

Tenga en cuenta los siguientes puntos al manipular las pantallas:

● Utilice abrazaderas metálicas para fijar las pantallas de malla de los cables. Las abrazaderas deben abarcar la mayor superficie posible de la pantalla y establecer un buen contacto.

● Coloque la pantalla sobre una barra de pantalla directamente después de que penetre en el armario. Si continúa introduciendo la pantalla hacia el módulo, no vuelva a aplicarla antes de él, pues de lo contrario se producirían bucles de tierra.

La figura siguiente muestra las modalidades más comunes de fijación de las pantallas.

Figura 4-6 Pantallas de cable

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Equipotencialidad 5

Definición según DIN VDE 0100

La conexión equipotencial es una conexión eléctrica destinada a igualar por completo o casi por completo el potencial de los cuerpos de materiales eléctricos y piezas conductoras externas.

La conexión equipotencial se divide en:

● Conexión equipotencial principal

● Conexión equipotencial local adicional

Ambas variantes de la conexión equipotencial son de especial importancia, no solo para la protección ante descargas eléctricas sino también para la CEM.

Conexión equipotencial principal

La conexión equipotencial principal se exige como medida de protección en la norma DIN VDE 0100, parte 410, y es obligatoria al margen de otras medidas adoptadas para la protección contra el contacto directo o indirecto.

Conexión equipotencial local adicional

Una conexión equipotencial local adicional es necesaria cuando:

● Las condiciones para la puesta a tierra entre las distintas partes de la instalación son desfavorables debido a una conductividad irregular en el subsuelo (p. ej., en suelos de arena y piedra).

● Los cables deben puentear una gran distancia.

● La energía eléctrica se suministra desde diferentes fuentes de alimentación (p. ej., con diferentes subestaciones).

● Se utilizan grandes potencias eléctricas (p. ej., robots de soldadura, grandes accionamientos).

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Medidas

La solución es un cable equipotencial adicional que se tiende entre los diferentes potenciales. El cable equipotencial también debe poder derivar corrientes elevadas y soportar corrientes de rayo. En la práctica se ha demostrado la eficacia de las siguientes conexiones equipotenciales:

● 16 mm² para cables equipotenciales de cobre de hasta 200 m de largo

● 25 mm² para cables equipotenciales de cobre de más de 200 m de largo

Con el fin de prevenir bucles de tierra, los cables equipotenciales deben tenderse en paralelo y, en la medida de lo posible, cerca del cable de señal/bus. De este modo, la distancia entre ambos cables se mantiene lo más reducida posible.

La figura siguiente muestra esquemáticamente la instalación de un cable equipotencial.

Figura 5-1 Instalación de cables equipotenciales

Regla

Tenga en cuenta los siguientes puntos en materia de equipotencialidad:

● El grado de equipotencialidad aumentará cuanto menor sea la impedancia de la línea equipotencial. La impedancia del cable equipotencial adicional no debe superar el 10%

de impedancia de pantalla.

● Ponga los cables equipotenciales a tierra en una amplia superficie.

● Proteja los puntos de conexión de la corrosión.

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Medidas especiales para un funcionamiento inmune

a las perturbaciones 6

Conexión de inductancias con circuitos supresores

En el caso ideal, las inductancias controladas por SIMATIC (p. ej., bobinas de contactor o de relé) no requieren circuitos supresores externos. Los circuitos supresores necesarios ya están integrados en los módulos.

Si el circuito de salida SIMATIC también puede desconectarse mediante otros contactos incorporados (p. ej., contactos de relé para PARADA DE EMERGENCIA), los circuitos supresores integrados en los módulos dejan de estar activos. En tal caso, es necesario conectar las inductancias con circuitos supresores.

Conecte a las inductancias, p. ej., diodos volantes, varistores o elementos RC.

Tabla 6- 1 Conexión de inductancias Conexión de

inductancias alimentadas por corriente continua Conexión de

inductancias alimentadas por corriente alterna

Programadoras

Prevea una toma de enchufe en cada armario para alimentar las programadoras. Las tomas de enchufe proceden de la distribución a la que también está conectado el conductor de protección para el armario.

Tenga en cuenta los siguientes puntos al instalar la toma de enchufe en el armario eléctrico:

● Incluya la puesta a tierra de la toma de enchufe en sus consideraciones sobre equipotencialidad.

● El neutro común a ambos potenciales de tierra (armario y toma de enchufe) debe colocarse cerca de los dos puntos finales.

● El cable de comunicación entre la PG y el controlador no debe ser un cable

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Protección contra rayos y sobretensiones 7

7.1 ¿Qué es la protección contra rayos y sobretensiones?

Introducción

Los términos "protección contra rayos" y "protección contra sobretensiones" engloban el concepto y el sistema de protección de edificaciones (p. ej., edificios o aparatos eléctricos).

Este concepto también incluye la protección de personas y animales.

Las descargas de rayos son la causa más frecuente de las sobretensiones.

Sistema de protección contra rayos

El sistema de protección contra rayos es el sistema completo que sirve para reducir los daños físicos que pueden producirse a causa de descargas de rayos directas y

sobretensiones en una edificación. El sistema de protección contra rayos distingue entre protección contra rayos externa e interna.

Protección contra rayos externa

La protección contra rayos externa forma parte del sistema de protección contra rayos y se compone de un dispositivo captador, un descargador de sobretensiones y un sistema de puesta a tierra. En caso de descarga de un rayo, la protección contra rayos externa sirve para desviar a tierra la corriente de dicho rayo sin peligro. De este modo se previenen los daños por incendio más frecuentes.

Protección contra rayos interna

La protección contra rayos interna forma parte del sistema de protección contra rayos y se compone de una conexión equipotencial para la protección contra rayos o un aislamiento eléctrico respecto a la protección contra rayos externa. En caso de descarga de un rayo, la

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Protección contra rayos y sobretensiones 7.2 Concepto de zonas de protección contra rayos

7.2 Concepto de zonas de protección contra rayos

Introducción

Todo edificio requiere un concepto de zonas de protección contra rayos adaptado. Lo importante en este caso es una graduación de la protección. Solo si se respeta dicha graduación, puede garantizarse una protección suficiente.

A tal efecto se emplea el concepto de zonas de protección contra rayos descrito en las normas IEC 62305-4 y DIN EN 62305-4. Dentro del concepto de zonas de protección contra rayos se agrupan aquellos aparatos o zonas que presentan el mismo potencial de riesgo y que pueden conectarse con descargadores del mismo tipo.

Utilice protectores contra sobretensiones, según las necesidades, en las transiciones entre las zonas de protección contra rayos. Instale los protectores contra sobretensiones en un lugar de montaje conveniente (como la distribución primaria o secundaria).

Principio del concepto de zonas de protección contra rayos

El principio del concepto de zonas de protección contra rayos enuncia que el volumen a proteger contra sobretensiones (p. ej. un edificio) debe subdividirse en zonas de protección contra rayos, observando los criterios de compatibilidad electromagnética (CEM).

Esquema del concepto de zonas de protección contra rayos

En la figura siguiente se muestra un esquema del concepto de zonas de protección contra rayos en una edificación.

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7.2 Concepto de zonas de protección contra rayos

Subdivisión de las zonas de protección contra rayos

Las distintas zonas de protección contra rayos (LPZ - Lightning Protection Zone) se limitan en el espacio, sin tratarse necesariamente de límites físicos tales como paredes o suelos.

La siguiente tabla describe la subdivisión en las diferentes zonas de protección contra rayos.

Tabla 7- 1 Zonas de protección contra rayos exteriores e interiores Zonas de protección contra rayos

Zonas de protección contra rayos exteriores:

LPZ 0^A • Peligro debido a descargas de rayos directas

• Peligro debido al campo electromagnético completo del rayo LPZ 0^B • Protección contra descargas de rayos directas

• Peligro debido al campo electromagnético completo del rayo Zonas de protección contra rayos interiores:

LPZ 1 • Protección contra descargas de rayos directas

• Campo electromagnético amortiguado del rayo LPZ 2 • Protección contra descargas de rayos directas

• Corrientes de fuga y campos electromagnéticos reducidos respecto a LPZ 1

• Equipos terminales protegidos

LPZ 3 • Protección contra descargas de rayos directas

• Zona protegida dentro de un equipo terminal

• Conexión equipotencial local

Repercusiones de una descarga de rayos

En la zona de protección contra rayos LPZ 0^A se producen descargas de rayos directas. Los efectos de la descarga de un rayo son corrientes de rayo de gran energía y fuertes campos electromagnéticos. Estos efectos se reducen de una zona de protección contra rayos a la siguiente zona de protección contra rayos mediante descargadores de corriente de rayo o de sobretensiones, o bien tomando medidas de apantallamiento apropiadas.

Los daños más frecuentes provocados por las descargas de rayos son:

● Lesiones de personas y animales que, en el caso más desfavorable, pueden llegar a

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Protección contra rayos y sobretensiones 7.3 Reglas y componentes para la transición entre zonas de protección contra rayos

7.3 Reglas y componentes para la transición entre zonas de protección contra rayos

Introducción

Este capítulo le proporciona información sobre las reglas que deben respetarse en las transiciones entre las zonas de protección contra rayos. En las transiciones entre las zonas de protección contra rayos es preciso tomar medidas que reduzcan las corrientes de choque y los campos magnéticos.

Todo sistema metálico/eléctrico que abarque más de una zona se integra en la transición de una zona a otra en la respectiva conexión equipotencial.

Los sistemas metálicos son canaletas, elementos constructivos o tubos (p. ej. de agua, gas y calefacción).

Los sistemas eléctricos son cables transmisores de energía y líneas de datos (p. ej., tensión de alimentación o cable de bus).

Transición entre zonas de protección contra rayos

Según DIN EN 62305, en las transiciones entre zonas de protección contra rayos (LPZ - Lightning Protection Zone) es obligatorio emplear una protección contra

sobretensiones. Los niveles de protección se definen en las transiciones y se materializan mediante protectores contra sobretensiones (SPD - Surge Protective Device).

● SPD tipo 1: protección basta para la transición de LPZ 0 a LPZ 1

● SPD tipo 2: protección media para la transición de LPZ 1 a LPZ 2

● SPD tipo 3: protección fina para la transición de LPZ 2 a LPZ 3

En la figura siguiente se muestran las zonas de protección contra rayos y las clases de tipo desde el cable de entrada hasta el consumidor.

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7.3 Reglas y componentes para la transición entre zonas de protección contra rayos

Regla para la transición desde la zona de protección contra rayos 0

A

a 1

En la transición desde la zona de protección contra rayos 0^A a 1 es necesaria una conexión equipotencial para la protección contra rayos. Las siguientes afirmaciones son aplicables a la transición desde la zona de protección contra rayos 0^A a 1:

● En la edificación no deben penetrar corrientes parciales de rayo debidas al uso de descargadores de corriente de rayo

● Generación de una equipotencialidad local en la transición entre las zonas de protección contra rayos, considerando los sistemas de abastecimiento metálicos (p. ej., tubos, canaletas de ventilación, canaletas de cables o conductos de cables)

Componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos desde la zona de protección contra rayos 0

A

a 1

La siguiente tabla muestra los componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos desde las zonas de protección contra rayos 0^A a 1 que se pueden utilizar.

Tabla 7- 2 Componentes para la transición desde la zona de protección contra rayos 0A a 1 N.º correl. Cables de... Protección en la interfaz 0A a 1 con:

S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL Referencia 1 Corriente trifásica

Sistema TN-C DEHNventil® DV M TNC 255 951 300

DEHNventil® DV M TNC 255 FM * 951 305 *

2 Corriente trifásica

Sistema TN-S DEHNventil® DV M TNS 255 951 400

DEHNventil® DV M TNS 255 FM * 951 405 *

Sistema TT DEHNventil® DV M TT 255 951 310

DEHNventil® DV M TT 255 FM * 951 315 *

4 Corriente alterna

Sistema TN-S DEHNventil® DV M TN 255 951 200

DEHNventil® DV M TN 255 FM * 951 205 *

5 Corriente alterna

Sistema TT DEHNventil® DV M TT 2P 255 951 110

DEHNventil® DV M TT 2P 255 FM * 951 115 * 6 Alimentación

UN = 24 V DC BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS 920 300 BLITZDUCTOR® XT, módulo BXT ML2 B 180

(I^L = 1,2 A) (2 hilos) 920 211

7 Alimentación DEHNbloc® M, DB M 1 150 961 110

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N.º correl. Cables de... Protección en la interfaz 0A a 1 con:

S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL Referencia 11 Entradas/salidas

de módulos analógicos (p. ej., 4-20 mA, 1-10 V)

BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS 920 300 BLITZDUCTOR® XT, módulo

(I^L = 1,2 A) (4 hilos) 920 310

* Modelo con contacto de señalización remota

Los componentes de la gama BLITZDUCTOR® XT se pueden vigilar de forma remota con los accesorios adecuados. Encontrará más información en Internet (http://www.dehn.de)

Adquisición directa de los componentes vía:

DEHN+SÖHNE GMBH+CO.KG.

Hans-Dehn-Straße 1 D-92318 Neumarkt

Regla para la transición entre las zonas de protección 0

B

y 1, 1 y 2, o 2 y 3

La transición entre las zonas de protección 0^B y 1, 1 y 2, o 2 y 3 impide un fuerte acoplamiento electromagnético y sirve como protección contra sobretensiones. Las siguientes afirmaciones son aplicables a la transición entre las zonas de protección contra rayos 0^B y 1, 1 y 2, o 2 y 3:

● Utilización de cables de energía con pantallas que soporten corrientes de choque o cables transmisores de líneas de datos cableados por pares.

● Tendido de cables

– En tubos de metal continuos puestos a tierra en ambos extremos y que soporten corrientes de choque

– En canaletas de hormigón armado que soporten corrientes de choque con puesta a tierra mallada en ambos extremos

– En bandejas de cables metálicas asimismo puestas a tierra en ambos extremos

● Utilización de fibras ópticas sin pantalla metálica si está previsto este tipo de transmisión

● Generación de una equipotencialidad local en la transición entre las zonas de protección contra rayos, considerando los sistemas de abastecimiento metálicos (p. ej., tubos, canaletas de ventilación, canaletas de cables o conductos de cables)

Medidas suplementarias

Si no es posible adoptar las medidas indicadas arriba, se precisa una protección con descargadores de sobretensiones. Los siguientes apartados contienen tablas con los descargadores de sobretensiones especialmente idóneos para la protección de la instalación.

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Componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos entre las zonas de protección contra rayos 0

B

y 1, así como 1 y 2

La siguiente tabla muestra los componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos entre las zonas de protección contra rayos 0^B y 1 y entre 1 y 2 que se pueden utilizar.

Tabla 7- 3 Componentes para la transición entre las zonas de protección contra rayos 0B y 1, así como 1 y 2

N.º correl. Cables de... Protección en la transición de 0B a 1 con:

S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL Referencia 1 Corriente trifásica

Sistema TN-C DEHNguard® DG M TNC 275 952 300

DEHNguard® DG M TNC 275 FM * 952 305 *

Sistema TN-S DEHNguard® DG M TNS 275 952 400

DEHNguard® DG M TNS 275 FM * 952 405 *

Sistema TT DEHNguard® DG M TT 275 952 310

DEHNguard® DG M TT 275 FM * 952 315 *

4 Corriente alterna

Sistema TN-S DEHNguard® DG M TN 275 952 200

DEHNguard® DG M TN 275 FM * 952 205 *

5 Corriente alterna

Sistema TT DEHNguard® DG M TT 2P 275 952 110

DEHNguard® DG M TT 2P 275 FM * 952 115 *

6 Alimentación

UN = 24 V DC BLITZDUCTOR® VT, BVT AVD 24 918422

7 Cable de bus

MPI/DP RS 485 BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS 920 300 BLITZDUCTOR® XT, módulo BXT ML2 BD HFS 5 920 271 8 Cable de bus

RS 232 (V.24) BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS 920 300 BLITZDUCTOR® XT, módulo BXT ML2 BE S 12 920 222 9 Industrial

Ethernet DEHNpatch® DPA M CLE RJ45B 48 929 121

10 Entradas de módulos digitales U^N = 24 V DC

DEHNconnect® RK, DCO RK E 60

(IL = 0,5 A) 919 990

11 Salidas de módulos digitales UN = 24 V DC

DEHNconnect® RK, DCO RK D 5 24

(IL = 10,0 A) 919 986

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N.º correl. Cables de... Protección en la transición de 0B a 1 con:

S7-1500/ET 200MP/ET 200SP/ET 200AL Referencia 14 Entradas/salidas

de los módulos de seguridad (24 V DC)

DEHNconnect® RK, DCO RK D 5 24 919 986

Componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos entre las zonas de protección contra rayos 2 y 3

La siguiente tabla muestra los componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos entre las zonas de protección contra rayos 2 y 3 que se pueden utilizar para S7-1500/ET 200MP y ET 200SP.

Tabla 7- 4 Componentes para la transición entre las zonas de protección contra rayos 2 y 3 (para S7-1500/ET 200MP y ET 200SP)

N.º correl. Cables de... Protección en la transición de 2 a 3 con:

S7-1500/ET 200MP Referencia ET 200SP Referencia 1 Corriente

trifásica Sistema TN-S, TT

DEHNrail®

DR M 4P 255 953 400 DEHNguard®

DG M TNS 275 952 400 DEHNguard®

DG MOD 275 952 010

DEHNrail®

DR M 4P 255 FM * (I^L = 25,0 A)

953 405 * DEHNguard®

DG M TT 275 952 310 DEHNguard®

DG MOD 275 952 010

DEHNguard®

DG MOD NPE 952 050

2 Corriente alterna Sistema TN-S, TT

DEHNrail®

DR M 2P 255 953 200 DEHNguard®

DG M TN 275 952 200 DEHNguard®

DG MOD 275 952 010

DEHNrail®

DR M 2P 255 FM * (I^L = 25,0 A)

953 205 * DEHNguard®

DG M TT 2P 275 952 110

DEHNguard® 952 010

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S7-1500/ET 200MP Referencia ET 200SP Referencia 3 Alimentación

U^N = 24 V DC BLITZDUCTOR® VT,

BVT AVD 24 918 422 BLITZDUCTOR® VT,

BVT AVD 24 ® VT 918 422 4 Cable de bus

MPI/DP RS 485

BLITZDUCTOR® XT,

pieza de base BXT BAS 920 300 --- --- BLITZDUCTOR® XT,

módulo BXT ML2 BD HFS 5

920 271 --- ---

5 Cable de bus

RS 232 (V.24) BLITZDUCTOR® XT,

pieza de base BXT BAS 920 300 --- --- BLITZDUCTOR® XT,

módulo BXT ML2 BE S 12

920 222 --- ---

6 Industrial

Ethernet DEHNpatch®

DPA M CLE RJ45B 48 929 121 --- ---

7 Entradas de módulos digitales U^N = 24 V DC

DEHNconnect® RK, DCO RK E60 (IL = 0,5 A)

919 990 BLITZDUCTOR® XT, BXT ML4 BD 24 (IL < 1 A)

920 344

BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS (I^L < 1 A)

920 300

8 Salidas de módulos digitales U^N = 24 V DC

DEHNconnect® RK, DCO RK D 5 24 (IL = 10,0 A)

920 344

BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS (IL < 1 A)

920 300

DEHNconnect® SD2, DCO SD2 E 48 (I^L < 10 A)

917 989

9 Entradas/salid as de módulos digitales U^N = 230 V AC

DEHNguard®

DG S 275 952 070 DEHNguard®

DG S 275 952 070

DEHNguard®

DG MOD 275 952 010

DEHNguard® 952 090 * --- ---

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S7-1500/ET 200MP Referencia ET 200SP Referencia 10 Entradas/salid

as de módulos analógicos (p. ej., 4-20 mA, 1-10 V)

DEHNconnect® RK, DCO RK E 60 (IL = 0,5 A)

920 344

BLITZDUCTOR® XT, pieza de base BXT BAS (I^L < 1 A)

920 300

11 Entradas/salid as de los módulos de seguridad (24 V DC)

--- --- DEHNconnect® RK,

DCO RK D 5 24 919 986 DEHNconnect® RK,

DCO RK E 60 919 990

La siguiente tabla muestra los componentes para la conexión equipotencial de la protección contra rayos entre las zonas de protección contra rayos 2 y 3, que se pueden utilizar para ET 200AL.

Tabla 7- 5 Componentes para la transición entre las zonas de protección contra rayos 2 y 3 (para ET 200AL)

ET 200AL Referencia

1 Alimentación

UN = 24 V DC BLITZDUCTOR® VT, BVT AVD 24 ® VT 918 422 Los componentes de la gama BLITZDUCTOR® XT se pueden vigilar de forma remota con los accesorios adecuados. Encontrará más información en Internet (http://www.dehn.de)

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Índice alfabético

A

Apantallamiento de los cables, 15

C

Carga de tracción, 14 CEM, 7

Compatibilidad electromagnética, 7

Concepto de zonas de protección contra rayos, 27

F

Funcionamiento inmune a las perturbaciones, 25

P

Perturbaciones electromagnéticas, 7 Protección contra rayos

Equipotencialidad, 30 externa, 26

interna, 26

Protección contra sobretensión, 30, 31 Protección contra sobretensión

Componentes, 30, 32, 33

R

Radio de flexión, 14