¿Cómo automatizar las pruebas de resistencia del aislamiento? Integración de los medidores Sonel MIC-RS en los sistemas de producción

Con la introducción del requisito de implementar pruebas repetibles y automatizadas de la resistencia del aislamiento directamente en las líneas de producción, la industria ha tenido que crear y desarrollar dispositivos de medición especiales. Los medidores de la serie Sonel MIC-RS responden a esta necesidad, combinando la funcionalidad de medición con un diseño específico de los componentes automatizados: instalación sobre un carril DIN (mediante adaptadores externos), alimentación independiente de 24 V CC y plena compatibilidad con las normas industriales (tales como EN IEC 61557, EN 61010, EMC con respecto al entorno industrial).

Parámetros de medición y modos de funcionamiento esenciales

En lo que respecta a las especificaciones técnicas, los dispositivos de la serie MIC-RS ofrecen la flexibilidad a nivel de tensiones de prueba requerida por la normativa:

Sonel MIC-RS: hasta 1 kV,
Sonel MIC-RS2: hasta 2,5 kV,
Sonel MIC-RS3: hasta 5 kV.

Además, los medidores permiten ajustar la tensión eligiendo uno de distintos niveles, así como aseguran corrientes nominales de medición ISC ≤ 2 mA, con arreglo a la norma EN IEC 61557-2. Los modos de funcionamiento disponibles (medición de la resistencia del aislamiento R_ISO, medición con tensión escalonada RampTest) y medición de capacidad tras la prueba R_ISO (solamente MIC-RS) permiten adaptar el procedimiento de ensayo a las características del objeto a ensayar.

Imagen 1. Medidores de la resistencia del aislamiento de la serie Sonel MIC-RS

Particularidades de la integración en sistemas PLC/SCADA (Modbus RTU)

Para los profesionales de ingeniería de automatización, el aspecto más importante es la interfaz de comunicación. Los dispositivos se comunican en modo Modbus RTU y la integración se reduce a la gestión del mapa de registros. Este diseño simplifica la implementación de bloques de funciones (FB) en los controladores PLC (tales como Siemens S7, Rockwell) y permite un mapeo directo de las variables (marcadores) para los sistemas SCADA/HMI.

Lógica de control y seguridad de la máquina

Los medidores funcionan solamente como dispositivos esclavos (slave), mientras todas las operaciones (inicio de la prueba, cambio de parámetros) se accionan desde el sistema maestro (master). Las marcas de estado incorporadas (para MIC-RS2 y MIC-RS3: hv – alta tensión, noise – interferencias, limit – límite excedido, udet – tensión detectada, ready – listo) son fundamentales para la lógica de enclavamiento en un controlador PLC. Permiten interrumpir inmediatamente el proceso (por ejemplo, desconectar la tensión) si se detecta la disrupción del aislamiento (breakdown), una corriente de fuga excesiva o la tensión en el objeto. Otras funciones esenciales incluyen la descarga automática de la energía acumulada en el objeto una vez finalizada la prueba y la protección de las entradas de medición antes de alimentar la tensión externa para proteger tanto el banco de prueba como el personal involucrado en el ensayo.

Áreas de aplicación

Los medidores se han diseñado para su integración en líneas de ensayo de componentes eléctricos y en estaciones de control de calidad (EoL: fin de línea de producción). Los pueden utilizar:

fabricantes de tableros de distribución y armarios de control (pruebas de circuitos, del aislamiento de barras colectoras),
profesionales del sector de electrodomésticos y aparatos electrónicos (módulos de potencia, unidades de alimentación, secciones de alta tensión),
profesionales de la industria del tratamiento de materiales plásticos (validación del aislamiento de calentadores, haces de cables de alimentación y control),
fabricantes de material rodante y automóviles (componentes, cableado).

Las integraciones efectuadas hasta la fecha, por ejemplo en los sistemas e²Tango (pruebas de cuadros de distribución de media tensión) o en las instalaciones de fabricantes de componentes aislantes, confirman la adaptabilidad de los dispositivos permitiendo su uso tanto para los ensayos finales como para el control entre operaciones.

Imagen 2. Sonel MIC-RS2 como parte del proceso de producción en una planta industrial

Asistencia durante los procesos de diseño (CAD/CAE)

Los medidores de la serie Sonel MIC-RS ofrecen flexibilidad en cuanto a la adaptación de los protocolos de comunicaciones, lo cual facilita su integración en plantas que utilizan estándares de red inusuales. Para conocer más detalles al respecto y consultar la compatibilidad con protocolos de comunicaciones específicos, se recomienda contactar con el fabricante.

Merece la pena considerar la integración de los medidores en bibliotecas que asisten a los ingenieros de diseño. Las macros y los símbolos preparados para sistemas como EPLAN, SEE Electrical, AutoCAD Electrical o IGE+XAO reducirían considerablemente el tiempo de diseño de los armarios y preparación de listas de materiales al eliminar la necesidad de crear la definición del bloque de medición a mano en los esquemas.

Conclusiones técnicas para ingenieros de integración

Desde el punto de vista de los profesionales responsables de la integración de sistemas automatizados, la serie de medidores MIC-RS es un componente de ejecución y medición confeccionado para las pruebas de resistencia del aislamiento. El pleno control del proceso mediante el protocolo Modbus (incluida la lectura de indicadores de estado y resultados de las pruebas RISO/RampTest), así como el diseño industrial (instalación en carril DIN, alimentación de 24 V CC) reducen el tiempo necesario para poner en marcha un banco de prueba. La introducción de este tipo de medidores permite eliminar la variabilidad resultante de las mediciones efectuadas a mano, además de garantizar el registro pleno y determinista de los datos de calidad de cada producto ensayado, que se puede integrar completamente con la infraestructura de control existente, como un PLC o SCADA.

Imagen 3. Ejemplo de uso práctico del medidor Sonel MIC-RS2 instalado en la sección de conexiones de un cuadro de distribución de media tensión

Los datos técnicos detallados de los medidores Sonel MIC-RS se pueden consultar en las páginas web de los respectivos productos.

Autor:
Wojciech Siergiej, Sonel S.A.