Automatización industrial · Sistemas de control

Sistema de control modular ORVEX C400

No hay un único SKU para este sistema. Se ensambla a partir de productos que se venden por separado, así que el catálogo tiene que representar los componentes, las reglas entre ellos y el sistema que forman, incluido el balance de corriente del bus calculado a partir de los componentes instalados.

El sistema es un conjunto con restricciones entre sus componentes.

01 Ensamblado, no seleccionado

No hay un único SKU para este sistema. Un sistema de control se construye a partir de productos independientes que se venden por separado. El catálogo tiene que representar tanto los componentes como las reglas que hacen válida su combinación.

Un sistema, tal como se pide

Controlador
C400-CPU
Fuente de alimentación
PS-24-120
Comunicación
Ethernet/IP, Modbus TCP, PROFINET
Entradas digitales
DI-16-24
Salidas digitales
DO-16-24
Entradas analógicas
AI-8-U
Salidas analógicas
AO-4-U
Ampliación
I/O local o remota
HMI
HMI-700
Tensión de servicio
24 V DC

Cada línea es un producto con su propio precio, existencias, ficha técnica y ciclo de vida. El sistema surge de la combinación y las relaciones entre esos productos, algo que un catálogo plano no tiene dónde representar.

¿Por qué un ensamblaje no encaja en el modelo habitual?

Un producto configurado acaba resolviéndose en una única referencia vendible. Un sistema ensamblado no: el cliente compra varias líneas de pedido y la validez depende del conjunto, no de cada componente por separado. Si el catálogo solo entiende productos, la comprobación termina en una hoja de cálculo manejada por un ingeniero comercial. Si solo entiende kits, se pierde la posibilidad de vender cada módulo por separado como repuesto. El modelo tiene que representar ambas cosas, y de eso trata el resto de esta página.

02 Un módulo es un producto, con su propia especificación

El controlador no lleva un atributo que diga “8 entradas analógicas”. El módulo de entradas analógicas es un producto aparte, con especificaciones que el sistema necesita y restricciones que el sistema tiene que respetar.

DI-16-24 Módulo de entradas digitales
Canales
16
Tipo de entrada
Sink / source
Tensión nominal de entrada
24 V DC
Rango de tensión de entrada
18–30 V DC
Aislamiento
Canal a bus
Consumo de corriente
85 mA
Ancho del módulo
20 mm
Tipo de bus
Bus local ORVEX
Firmware requerido
Controlador ≥ 3.2
AI-8-U Módulo de entradas analógicas
Canales
8
Señales admitidas
0–10 V, ±10 V, 4–20 mA
Resolución
16 bits
Precisión
±0,1%
Consumo de corriente
140 mA
Ancho del módulo
20 mm
Aislamiento
Aislamiento por grupos

Dos de esos datos cumplen además una segunda función. El consumo de corriente entra en el cálculo del balance de la sección cuatro; el firmware requerido se utiliza en la regla de compatibilidad de la sección tres.

El atajo de guardar el dato en el controlador, y lo que cuesta

Guardar “entradas analógicas: 8” como un atributo del controlador genera tres problemas a la vez. El módulo deja de existir como producto independiente; sus 140 mA no pueden participar en el cálculo de potencia; y su requisito de firmware no tiene dónde definirse. La incompatibilidad acaba apareciendo durante la puesta en marcha en lugar de detectarse antes de hacer el pedido. Modelar el módulo como un producto relacionado añade un registro y elimina los tres problemas.

03 Un sistema válido depende de la combinación

Ningún componente tiene por qué ser incorrecto por separado. Lo que puede ser incorrecto es la combinación: demasiados módulos para el controlador, un módulo que exige una versión de firmware superior o un protocolo que ningún componente del carril admite realmente.

Lo que debe cumplirse en el conjunto

  • Número de I/O locales — lo limita el controlador, no el rack
  • Nivel de firmware — el requisito más alto de cualquier módulo instalado
  • Soporte de protocolo — nativo en el controlador o añadido por un módulo
  • Corriente del bus — la suma de todos los consumidores, frente a la capacidad de la fuente

Tal como se guarda en el sistema

  • IF Controlador = C400-CPU THEN Máximo de módulos de I/O locales = 16
  • IF AI-8-U está instalado THEN Firmware del controlador ≥ 3.2
  • IF Protocolo de comunicación = PROFINET THEN hay un módulo PROFINET, O el controlador admite PROFINET de forma nativa

La tercera regla es la más interesante: puede cumplirse de dos maneras distintas, y la opción utilizada cambia la lista de materiales. Un motor de reglas que solo compara una condición con un campo no puede expresar este tipo de lógica.

¿Dónde se evalúa una regla de combinación?

Una regla de combinación se evalúa más tarde que una regla de campo y en más contextos. Un valor puede validarse en el momento de escribirlo; una combinación no tiene sentido hasta que el conjunto está definido. Por eso se comprueba al confirmar la configuración, al añadirla a un presupuesto y de nuevo cuando cambia o se sustituye alguno de sus componentes. Esta última comprobación es especialmente importante: un sistema que era válido al presupuestarlo puede dejar de serlo después, y solo puede detectarse si el conjunto se puede reevaluar.

04 Los requisitos del sistema se calculan a partir de sus piezas

Todos los controladores y módulos consumen corriente del bus interno. El consumo total se obtiene sumándolos y comparándolo con la capacidad de la fuente. El resultado pertenece a la configuración completa, no a una cifra mantenida manualmente para cada combinación posible.

  • C400-CPU Controlador 280 mA
  • DI-16-24 Entrada digital 85 mA
  • DO-16-24 Salida digital 110 mA
  • AI-8-U Entrada analógica 140 mA
  • AO-4-U Salida analógica 125 mA
  • COM-PN-2 Comunicación 95 mA

Consumo total del bus 835 mA

Disponible en PS-24-120
1.200 mA
Margen
365 mA

Configuration is valid

Al añadir un séptimo módulo, el total cambia. Al superar los 1.200 mA, la configuración queda marcada, con el remedio indicado: una fuente mayor o un segmento de alimentación adicional.

¿Por qué se calcula en lugar de almacenarse?

La alternativa sería guardar una cifra de consumo para cada configuración, pero el número de configuraciones posibles no está acotado. Si el valor se calcula, corregir el consumo de un módulo actualiza de inmediato todos los sistemas que lo utilizan, incluidos los ya presupuestados. El mismo cálculo permite responder también a la pregunta inversa: cuántos módulos adicionales de un tipo determinado admite todavía esa fuente.

05 No todas las relaciones son la misma relación

Una fuente de alimentación no es una variante de un controlador. Un módulo de I/O no tiene la misma relación con el controlador que un panel de operador. Y un protocolo ni siquiera es un producto. Reducirlo todo a una única lista de “productos relacionados” elimina el significado de cada vínculo.

Controlador ORVEX C400-CPU
  • se alimenta de PS-24-120 Fuente de alimentación
  • acepta DI-16-24DO-16-24AI-8-UAO-4-U Módulos de I/O, hasta 16 locales
  • se comunica con HMI-700 Panel de operador
  • admite Modbus TCPEthernet/IPPROFINET Protocolos — no productos

Cuatro verbos, cuatro significados distintos. “Admite” ni siquiera apunta a un producto vendible. Por eso cada vínculo necesita conservar su propio tipo en lugar de convertirse en una línea más dentro de un campo de compatibilidades.

¿Qué aportan las relaciones con significado propio?

Cada verbo responde a una pregunta distinta y puede consultarse en ambos sentidos. “Se alimenta de” participa en el cálculo del balance de la sección cuatro. “Acepta” permite contar el límite de I/O locales y, leído al revés, indica con qué controladores es compatible un módulo. “Admite” sirve para comprobar la regla de PROFINET y puede cumplirse por una capacidad del controlador, no necesariamente por una pieza adicional. Si todo se reduce a una sola lista de productos relacionados, estas preguntas vuelven a depender de una persona leyendo una tabla de compatibilidades.

06 Y cada uno es también un registro completo

Al otro extremo de esas relaciones no hay simples referencias. Hay productos con sus propias especificaciones, fichas técnicas y ciclos de vida, y cada vínculo conserva el significado que tiene dentro del sistema.

PS-24-120 Fuente de alimentación de control
Tensión de entrada
100–240 V AC
Tensión de salida
24 V DC
Intensidad nominal de salida
5 A
Capacidad del bus interno
1,2 A
Rendimiento
91%
Montaje en carril DIN
Sí
Temperatura de trabajo
−20 a +60 °C
Familia de controladores
ORVEX C400

ALIMENTA → sistemas de control C400

HMI-700 HMI industrial
Tamaño de pantalla
7 in
Resolución
800 × 480
Interfaz táctil
Capacitiva
Alimentación
24 V DC
Puertos Ethernet
2
Protocolos
Modbus TCP, PROFINET
Grado de protección
IP65 frontal
Controlador compatible
C400-CPU

SE COMUNICA CON → controladores C400

COM-PN-2 Módulo de comunicación
Protocolo
PROFINET
Puertos Ethernet
2
Velocidad de puerto
100 Mbps
Consumo de corriente
95 mA
Ancho del módulo
20 mm
Firmware requerido
Controlador ≥ 3.0
Controlador compatible
C400-CPU

AÑADE PROTOCOLO → PROFINET

La tercera tarjeta muestra cómo se satisface la regla de PROFINET, y sus 95 mA son también la sexta línea del balance. La información no está duplicada: es el mismo registro utilizado en tres contextos distintos.

El tipo de relación pertenece al vínculo, no al producto

“Alimenta”, “se comunica con” y “añade protocolo” describen el vínculo entre dos elementos, no una propiedad aislada del producto. Por eso pueden consultarse desde cualquiera de los dos lados y un mismo producto puede participar en varias relaciones a la vez. Un módulo de comunicación puede añadir PROFINET al controlador y, al mismo tiempo, consumir corriente de su bus: son dos relaciones distintas, y el cálculo del balance solo utiliza la segunda.

07 Un modelo, cuatro salidas

El ingeniero quiere el sistema resuelto, compras necesita una lista de materiales, el distribuidor quiere sus propias columnas y la web necesita una descripción. La lista de materiales es la salida que un modelo basado únicamente en productos configurados no puede generar por sí solo.

Ingeniería

  • Controlador: C400-CPU
  • Entradas digitales: 16
  • Salidas digitales: 16
  • Entradas analógicas: 8
  • Salidas analógicas: 4
  • Red: PROFINET
  • Consumo del bus: 835 mA
  • Capacidad del bus: 1.200 mA
  • Módulos locales: 5 / 16

Lista de materiales

  • 1 × C400-CPU Controlador
  • 1 × PS-24-120 Fuente de alimentación
  • 1 × DI-16-24 Entrada digital
  • 1 × DO-16-24 Salida digital
  • 1 × AI-8-U Entrada analógica
  • 1 × AO-4-U Salida analógica
  • 1 × COM-PN-2 Comunicación
  • 1 × HMI-700 Panel de operador

Exportación a distribuidor

  • Código de producto
  • Tipo de producto
  • Tensión
  • Número de canales
  • Tipo de señal
  • Protocolo
  • Consumo eléctrico
  • Controlador compatible
  • Requisito de firmware

Web

Sistema de control modular ORVEX C400 — 24 V DC · I/O modular · PROFINET · Modbus TCP · Ethernet/IP

Las dos primeras vistas están conectadas. Los 835 mA y el 5 / 16 de ingeniería proceden del balance de la sección cuatro y del límite definido por el controlador; cada línea de la lista de materiales corresponde a uno de los componentes del sistema. Un único modelo describe los productos, las reglas entre ellos y el conjunto que forman.

How channels and exports work
¿Por qué la lista de materiales es la salida más difícil?

Las otras tres salidas parten de un único registro. La lista de materiales, en cambio, se genera a partir de todo el conjunto, incluye cantidades y tiene que mantenerse sincronizada con una configuración que puede cambiar incluso después de presupuestarse. Además, es la referencia real con la que se hace el pedido: un dato obsoleto aquí provoca una entrega equivocada, no solo una página web incorrecta. Generarla a partir de las mismas relaciones que utilizan las reglas de validez y el cálculo del balance evita que el pedido, las reglas y los cálculos se contradigan.

Queremos ver el producto que rompe la hoja de cálculo

El fácil no. La familia con la matriz de opciones, las reglas que nadie ha escrito y el código de pedido que alguien mantiene a mano. Ese es el que merece la pena modelar en directo.

Cerrar Esquema de ensamblaje del ORVEX C400: la fuente de alimentación, el controlador, cuatro módulos de I/O y el módulo PROFINET en un mismo carril, con el panel de operador al lado, cada uno con sus propias especificaciones y su consumo de corriente, sobre un resumen del sistema que indica un consumo de bus de 835 mA frente a una capacidad de 1.200 mA, 365 mA de margen y una configuración válida.