Guía Técnica: Muting Autónomo por Hardware con Dispositivos SICK
Información técnica y normativa extraída de las Instrucciones de Uso de los dispositivos deTem4 LT Muting A/P y M4000 Advanced / UE403, Fabricante: SICK AG.
El Muting (Inhibición) es la suspensión automática y temporal de las funciones de seguridad de un equipo electrosensible (ESPE). En la automatización de finales de línea, suele existir la falsa creencia de que para implementar una lógica de muting robusta y normativa se requiere obligatoriamente un PLC de seguridad.
En este manual técnico, demostraremos cómo los dispositivos avanzados de SICK resuelven la lógica de muting completa de forma autónoma a nivel de hardware, procesando las señales de los sensores, los tiempos de discrepancia, la monitorización de la lámpara y el rearme directamente en el propio ESPE o mediante módulos de expansión locales, entregando salidas seguras (OSSD) directas a los contactores de fuerza.
1. Topologías de Sensores y Variantes de Muting
La disposición física de los sensores de muting determina la seguridad del flujo de materiales. Según la norma IEC 62046 y las especificaciones de SICK, se definen cuatro configuraciones físicas estándar para la entrada y salida de mercancías:
A. Muting con 2 Sensores: Disposición Cruzada ("X")
Muy utilizada en transferencias bidireccionales (entrada y salida) donde el espacio físico es muy reducido.
- Disposición: Los sensores se cruzan formando una "X" justo en la línea del campo de protección (ESPE).
- Matiz Técnico Crítico: El punto de cruce de los sensores ópticos debe situarse exactamente sobre el haz de luz de la barrera o desplazado hacia el interior de la zona peligrosa. Nunca debe quedar en la zona accesible por el operario.
- Limitación: Esta variante es incompatible con sensores inductivos debido a su corto alcance nominal (10-40 mm), que impide el cruce físico de campos magnéticos sin colisionar con la carga.
- Lógica: Se suprime el efecto protector cuando son accionados ambos sensores casi simultáneamente. Es altamente recomendable combinarlo con control de simultaneidad y tiempos máximos.
Nota: existe una variante de esta misma disposición cruzada añadiendo un sensor adicional C1, puedes ampliar información en las páginas 29 y 50 del documento M4000 Advanced de SICK.
B. Muting con 2 Sensores: Disposición Serial (Solo Salida)
Diseñada para aplicaciones estrictamente unidireccionales donde el material sale de la zona de peligro.
- Disposición: La pareja de sensores de muting se ubica por completo en el interior de la zona de peligro, antes de la barrera de seguridad.
- Lógica de parada: El ciclo de muting se inicia cuando la carga activa ambos sensores internos y finaliza inmediatamente cuando el material despeja la barrera de seguridad (ESPE), impidiendo que una persona aproveche el hueco de salida para colarse.
Nota: existe una variante de esta misma disposición serie añadiendo un sensor adicional C1, puedes ampliar información en las páginas 33 y 50 del documento M4000 Advanced de SICK.
C. Muting con 4 Sensores: Disposición en Serie (Bidireccional)
Es la configuración más robusta y recomendada para transportadores bidireccionales donde se requiere máxima seguridad frente al sabotaje.
- Disposición: Dos sensores antes de la barrera (A1 y A2) y dos sensores después (B1 y B2), alineados longitudinalmente en los laterales del transportador.
- Secuencia: Requiere una activación lógica secuencial. El material debe pasar activando A1 -> A2, cruzar el ESPE y mantener la inhibición hasta que uno de los sensores de la pareja B (B1 o B2) quede libre.
- Entrada: A1 -> A2 -> Barrera -> B1 -> B2.
- Salida: B2 -> B1 -> Barrera -> A2 -> A1.
- Seguridad: Al utilizar 4 sensores, se evita fácilmente que una persona pueda engañar al sistema (sus extremidades no tienen la longitud de un palet para activar la secuencia correcta).
D. Muting con 4 Sensores: Disposición en Paralelo (Bidireccional)
Utilizada cuando, además de la presencia, se requiere realizar un control de geometría o anchura de la carga.
- Disposición: Dos pares de sensores situados simétricamente a ambos lados del transportador, enfrentados en paralelo antes y después del ESPE.
- Lógica: Si el objeto no cubre el ancho configurado de forma simétrica, la lógica de muting no se inicia, lo que ofrece una excelente protección frente a intentos de bypass humano. Los objetos (ej. palets) deben pasar siempre con un ancho idéntico que cubra los pares paralelos simultáneamente, ofreciendo una protección excelente frente a manipulaciones.
2. Comparativa Técnica: Sensores Inductivos vs. Foto-Reflexivos
La elección de la tecnología de los sensores de muting no solo depende del coste, sino de la naturaleza del material y del nivel de resistencia a la elusión (inviolabilidad) exigido por la evaluación de riesgos.
| Característica | Sensores Inductivos | Sensores Foto-Reflexivos |
| Material detectable | Exclusivamente metales (palets de acero, piezas, racks). | Cualquier objeto opaco (madera, cartón, plástico). |
| Inviolabilidad frente a operarios | Máxima. No pueden ser activados por el cuerpo humano. | Baja. Chalecos reflectantes o ropa clara pueden causar falsos arranques. |
| Resistencia Ambiental | Inmunes a la suciedad, polvo, aceites, agua y virutas. | Sensibles a la acumulación de suciedad en la lente y luz ambiente. |
| Alcance nominal | Muy limitado (10-40 mm). Requiere alta precisión mecánica. | Largo (varios metros). Permite montajes más flexibles. |
| Uso Recomendado | Siderurgia, automoción, entornos críticos y muy sucios. | Logística general, palets de madera, cajas de cartón. |
3. Lógica y Control Autónomo por Hardware (Sin PLC)
La gran ventaja del ecosistema SICK es la capacidad de procesar toda la complejidad de seguridad de forma interna:
A. deTem4 LT Muting A/P (Muting Integrado Plug & Play)
Este equipo de SICK es completamente autónomo. No requiere módulos adicionales para la lógica básica:
- Brazos de Muting Premontados: Los sensores de muting ópticos vienen integrados y alineados de fábrica en unos brazos metálicos que se acoplan directamente al cuerpo de la barrera de seguridad.
- Conexión Directa: Los conectores M12 de los brazos se enchufan en las conexiones integradas de la caja de conexiones de la unidad activa del deTem4 (señal de muting A y señal de muting B).
- Lógica On-Board: La propia CPU interna de la barrera de seguridad deTem4 evalúa la simultaneidad de los sensores, el timeout de muting y controla el estado de las salidas seguras (OSSD).
B. M4000 Advanced + UE403 (Muting de Alta Gama Expandible)
Para aplicaciones más complejas donde se requiere conmutación de funciones o supervisión de dirección:
- El Módulo UE403: Se conecta a la parte inferior de la barrera M4000 Advanced mediante una conexión de ampliación local M12. Este módulo actúa como un copiloto de seguridad especializado en muting.
- Flexibilidad: Permite la conexión directa de hasta 4 sensores de muting, la lámpara de señalización, el pulsador de rearme y señales auxiliares como el "Stop de cinta" de forma directa a sus puertos físicos M12, resolviendo la lógica internamente sin programación de PLC.
4. Parámetros Críticos y Monitoreo Físico de Seguridad
Para garantizar que un sistema autónomo cumple con la ISO 13849-1, el hardware de SICK autogestiona los siguientes parámetros críticos:
- Monitorización de Simultaneidad: Tanto el deTem4 como el UE403 comprueban que los sensores de una misma pareja se activen con una diferencia temporal muy estrecha (configurable de 100 ms a 3000 ms). Si se activa un sensor y el segundo tarda más del tiempo establecido, el muting no se inicia y se reporta un fallo de discrepancia.
- Control del Tiempo Total de Muting (Timeout): Evita que la barrera quede anulada indefinidamente si un palet se queda parado a mitad del proceso. El temporizador interno limita la inhibición a un máximo (configurable de 10 a 300 segundos, o hasta 24 horas según el estándar).
- Control de Corriente de la Lámpara de Muting: La normativa exige señalizar visualmente que la función de seguridad está suspendida. El hardware de SICK monitoriza de forma continua el consumo de corriente de la lámpara de muting de seguridad externa. Si la bombilla se funde o el cable se corta, el sistema detecta el fallo y bloquea de inmediato la posibilidad de iniciar un nuevo ciclo de muting.
5. Función Especial de Retirada (Override) Integrada
¿Qué ocurre si un palet se queda atascado cortando el haz de la barrera y el temporizador total expira? La máquina se detendrá y las salidas OSSD caerán a un estado seguro (OFF). No es posible realizar un reset convencional porque la barrera sigue interrumpida.
SICK resuelve esto mediante la función de Override (Retirada) integrada en el hardware:
- El dispositivo de mando: Se conecta un pulsador con llave o pulsador de reset directamente a la barrera o al módulo UE403, ubicado siempre fuera de la zona de peligro pero con visibilidad total del túnel de paso.
- La secuencia segura: El operario debe accionar el mando de Override. El sistema verifica que haya al menos un sensor de muting activo y la barrera interrumpida. Al activar el Override, las salidas OSSD cambian temporalmente a ON para permitir que el transportador se mueva a velocidad lenta supervisada, despejando la carga atascada de forma segura.
6. Conexión Eléctrica y Cableado de un Sistema Autónomo
Al no utilizar un PLC de seguridad, toda la integración eléctrica se realiza en los conectores de la propia barrera. La conexión estándar para una integración directa se realiza mediante el conector de sistema M26 x 11 + TF:
- Pines 1 y 2: Alimentación de fuerza. (Marrón: 24 V c.c. y Azul: 0 V).
- Pines 3 y 4 (OSSD1 y OSSD2): Salidas de conmutación de seguridad de estado sólido (semiconductores PNP). Se conectan directamente en serie a las bobinas de los contactores de fuerza de la máquina o al circuito de parada de emergencia. (Gris: OSSD1 y Rosa: OSSD2).
- Pin 5 (Reset/Rearme): Entrada para el pulsador de rearme manual local. (Rojo: Reset/Rearme).
- Pin 6 (EDM - Chequeo de contactores): Entrada para la retroalimentación de los contactos normalmente cerrados (NC) de los contactores de fuerza, garantizando que el sistema detecte si un contactor se ha quedado soldado. (Amarillo: EDM).
- Pin 7 (ADO - Salida de señalización): Salida auxiliar convencional (no segura) para enviar diagnósticos a un PLC estándar o torre de luz (ej. aviso de óptica sucia o estado de las OSSD). (Blanco: ADO)
- Pin 8 (Reset Necesario): Salida de 24V con frecuencia de 1 Hz para hacer parpadear una lámpara piloto que avise al operario de que se requiere pulsar el reset. (Rojo/Azul: Reset Necesario).
- Pin 9 y 10 (Comunicación del equipo: (Negro: EFIA y Violeta: EFIB).
- Pin 11 (Stop de cinta/C1): Stop de cinta/C1 (sólo en combinación con UE403 o equipo sens:Control) (Gris/Rosa).
- TF: Tierra funcional (Verde).
7. Referencias Normativas Clave (Tabla Resumen)
El diseño del Muting no puede basarse en la intuición. Si necesitas justificar una instalación en una auditoría o elaborar el Safety Plan, estas son las referencias normativas de diseño que rigen las topologías que acabamos de ver:
| Norma | Apartado / Concepto | Importancia y Explicación |
| IEC 62046 | Anexo D | Describe detalladamente las disposiciones físicas aceptadas para los sensores de muting (Muting Cruzado vs. Secuencial). |
| IEC 62046 | Sección 5.2.5 | Directrices estrictas sobre la prevención de la activación del muting por personas (principio de inviolabilidad por geometría y tiempo). |
| ISO 13849-1 | Categorías de Seguridad (PL) | Determina que el fallo de un sensor (o componente) no debe provocar la pérdida de la función de seguridad. |
| EN 415-4 | Maquinaria de embalaje | Norma específica del sector que, por el tipo de carga, a veces exige obligatoriamente topologías de 4 sensores para paletizadores automáticos. |
| IEC 61496-1 | Equipos Electrosensibles (ESPE) | Establece los requisitos de diseño y pruebas para las propias barreras de seguridad (ej. clasificación como dispositivo Tipo 4). |
| ISO 13855 | Distancias de Seguridad | Define cómo calcular la distancia mínima de la barrera y los sensores al punto de peligro, basándose en el tiempo de parada de la máquina y la velocidad del material. |
| IEC 61508 / 62061 | Seguridad Funcional (SIL) | Marco normativo global para la fiabilidad de los sistemas de control de seguridad (exige niveles SIL3 / SILCL3 para funciones de alto riesgo). |
| IEC 60204-1 | Equipamiento Eléctrico | Requisitos generales del equipo eléctrico de las máquinas, incluyendo la gestión de rearme y prevención de arranques inesperados. |
8. Simulador Interactivo: Pon a prueba las Topologías de Muting
La mejor manera de consolidar la teoría de seguridad es verla en funcionamiento. Por ello, hemos desarrollado este Simulador Técnico de Muting SICK en tiempo real.
¿Qué puedes recrear y experimentar en este simulador?
- Configuración de Máquinas Independientes: Ajusta el tipo de muting para la entrada y salida de la Máquina A y la Máquina B utilizando los menús desplegables. Puedes seleccionar entre Muting Cruzado (X), Muting Serial, 4 Sensores en Serie o 4 Sensores en Paralelo.
- Simulación de Flujo Seguro (Simular Pallet): Observa cómo una caja inicia la secuencia lógica de simultaneidad y cruza las barreras activando el muting de forma autónoma sin detener las cintas.
- Simulación de Intrusión Humana (Automática): Pon a prueba la inviolabilidad del sistema. Recrea el intento de un operario de colarse por las barreras. Al no cumplir la secuencia temporal o física de los sensores, el receptor de seguridad provocará una caída de los relés OSSD a estado seguro (OFF) bloqueando la línea en Parada de Emergencia.
- Intrusión Manual (Interactiva): Intenta sobrepasar las barreras de seguridad de forma manual y comprueba cómo el sistema detecta fallas.
Simulador Muting SICK
Zonas y Barreras Fijas
Máquina A
Máquina B
--- Sistema Listo ---
Especificaciones Finales:
- Barreras Fijas: A_in (150), A_out (400), B_in (600), B_out (850).
- Zonas Delimitadas: Máquina A y Máquina B claramente identificadas.
- Lógica Industrial: Muting Serial transversal (90º) y mantenimiento de inhibición por ESPE.
Nota Legal y Atribución:
Este manual técnico es una guía didáctica para profesionales de la automatización. Toda la información técnica, nombres de productos, topologías y secuencias lógicas de funcionamiento han sido contrastadas y adaptadas de las Instrucciones de Uso de deTem4 LT Muting A/P (Doc. 8024804) y M4000 Advanced / A/P (Doc. 8010799) de SICK AG.
- Fabricante: SICK AG. Erwin-Sick-Str. 1, 79183 Waldkirch, Alemania.
- Los derechos de propiedad intelectual de las marcas, especificaciones e imágenes de referencia pertenecen exclusivamente a SICK AG.
En la próxima publicación, daremos el salto al software: Analizaremos cómo se implementa esta misma lógica de muting a nivel de programación utilizando un PLC de seguridad de Siemens (TIA Portal / Safety Advanced) y cómo diseñar una pantalla de simulación en el HMI para el diagnóstico de fallos en tiempo real.
¿Qué opinas del muting por hardware autónomo? ¿Prefieres instalar sistemas autónomos de SICK con sus propios brazos premontados o consideras que el control por PLC de seguridad es indispensable en tus proyectos? ¡Te leemos en los comentarios!
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