DPS-VGPC – Inclinómetro dinámico de 2 ejes PROFINET

El DPS-VGPC es un inclinómetro dinámico con fusión de
sensores inerciales. Utiliza acelerómetros para
detectar aceleraciones, incluida la componente gravitatoria,
y giróscopos para medir la velocidad angular del movimiento.

Un algoritmo de estimación basado en un
filtro de Kalman de seis estados combina
estas señales para obtener una estimación de orientación.
La tecnología incorpora compensación de deriva y algoritmos
destinados a mejorar la estabilidad de las medidas.

Este funcionamiento resulta especialmente útil cuando la
máquina acelera, frena, gira o está sometida a vibraciones.
Frente a un inclinómetro puramente estático, la información
del giróscopo ayuda a diferenciar los movimientos de la
estructura de las aceleraciones que afectan al acelerómetro.
La compensación no elimina todos los errores ni sustituye
los límites de precisión dinámica especificados.

Medición de pitch y roll

• Pitch (cabeceo): inclinación longitudinal, con rango de ±90°.
• Roll (balanceo): inclinación transversal, con rango de ±180°.
• Resolución angular: 0,01°.
• Precisión dinámica declarada: 0,3°.
• Frecuencia de actualización: 100 medidas por segundo.

Además de la medición de inclinación, la tecnología interna
utiliza parámetros inerciales como aceleración y velocidad
angular. Su disponibilidad como datos transmitidos por
PROFINET debe confirmarse para la configuración solicitada.

El DPS-VGPC con interfaz PROFINET IO
está diseñado para transmitir los ángulos de inclinación
a controladores y sistemas de supervisión industrial
compatibles con este protocolo Ethernet industrial.

La interfaz PROFINET está integrada en el propio sensor.
Por tanto, no requiere una pasarela externa desde
CANopen, Modbus o una señal analógica para proporcionar
su interfaz PROFINET nativa.

Datos disponibles e integración

• Protocolo: PROFINET IO.
• Datos de proceso documentados: ángulos pitch y roll.
• Ciclo de comunicación declarado: 10 ms.
• Actualización interna de medidas: 100 Hz.
• Archivo GSDML: disponible según el fabricante.
• Clase de conformidad: B, declarada por el fabricante.

Integración con PLC Siemens y otros controladores

El DPS-VGPC puede considerarse para instalaciones con
PLC Siemens S7-1200, S7-1500 y otros
controladores con funcionalidad PROFINET IO compatible.
Antes de integrarlo deben comprobarse el archivo GSDML,
el mapa de datos, la versión de firmware, la configuración
de la red y la compatibilidad del controlador.

La documentación indica disponibilidad de soporte
RT/IRT, pero deben verificarse las funciones concretas,
el tipo de conexión física y la documentación de conformidad
aplicable al equipo suministrado.

Nota técnica: el ciclo PROFINET de 10 ms
y la actualización interna de medida de 100 Hz son
especificaciones distintas. Por sí solas no establecen
la latencia total ni garantizan una respuesta determinista
de todo el sistema de control.

O inclinómetros dinámicos de dos ejes
se utilizan cuando es necesario conocer la orientación
de una estructura que puede experimentar movimiento,
aceleraciones o vibraciones durante su funcionamiento.

Grúas y equipos de elevación

• Supervisión del cabeceo y balanceo de estructuras móviles.
• Seguimiento de inclinación durante movimientos de maquinaria.
• Medición angular de plataformas y componentes de elevación.

Maquinaria de construcción y agrícola

• Medición de inclinación de chasis y estructuras móviles.
• Supervisión de orientación durante desplazamientos y maniobras.
• Adquisición de datos de inclinación para automatización de maquinaria.

Robótica, AGV y plataformas móviles

• Medición de pitch y roll en robots y plataformas en movimiento.
• Supervisión de orientación en vehículos guiados automáticamente (AGV).
• Integración de medidas angulares en sistemas de control y adquisición.

Aplicaciones navales y plataformas estabilizadas

• Medición de cabeceo y balanceo de embarcaciones.
• Seguimiento de inclinación en plataformas móviles.
• Medición de orientación durante ensayos y movimientos mecánicos.

La protección IP67 no implica por sí sola aptitud
para funcionamiento sumergido permanente.
Las aplicaciones submarinas requieren verificar
específicamente las condiciones de estanqueidad,
presión y montaje.

Para obtener medidas fiables, el inclinómetro debe
instalarse sobre una superficie plana, rígida
y estable, evitando holguras o movimientos
relativos entre el sensor y la estructura medida.

Los ejes de referencia del DPS-VGPC deben alinearse
correctamente con los ejes longitudinal y transversal
del equipo. Una desalineación puede introducir errores
de medida o provocar interpretaciones incorrectas
de los ángulos pitch y roll.

• Utilizar una superficie de montaje plana y rígida.
• Asegurar una fijación mecánica firme y sin holguras.
• Respetar los ejes de referencia indicados por el fabricante.
• Evitar deformaciones mecánicas y movimientos relativos.
• Verificar la orientación prevista antes de seleccionar el equipo.

El fabricante contempla instalación horizontal o
vertical. Sin embargo, el montaje vertical
requiere una configuración específica de fábrica,
que debe indicarse al solicitar el sensor.

El equipo cuenta con protección IP67 y temperatura
de trabajo de −40 a +85 °C. Es necesario comprobar
también las condiciones de conexión eléctrica,
cableado y exposición ambiental de la instalación.

La familia de inclinómetros dinámicos descrita
en la documentación contempla diferentes interfaces
para adaptarse a sistemas de control y adquisición.

• Versión PROFINET IO:
  comunicación digital mediante red industrial PROFINET,
  orientada a la integración con PLC compatibles.
• Versión Modbus:
  interfaz digital para sistemas de control
  y monitorización que utilicen este protocolo.
• Versión analógica:
  dos señales independientes 4–20 mA,
  correspondientes a los ejes pitch y roll.

Esta ficha corresponde a la versión DPS-VGPC
con PROFINET IO. No debe interpretarse que
incorpora simultáneamente salidas 4–20 mA o Modbus.

Para seleccionar la versión adecuada es necesario
definir el protocolo de comunicación, el controlador,
el rango de inclinación, la orientación de montaje
y los datos que se necesitan transmitir.

Un inclinómetro estático determina la inclinación
principalmente a partir de la dirección de la gravedad.
A inclinómetro dinámico MEMS como o/a
DPS-VGPC combina acelerómetros y giróscopos para estimar
la orientación mientras la máquina se mueve.
La fusión de sensores permite compensar parte de las
perturbaciones debidas a aceleraciones y vibraciones.

El DPS-VGPC incorpora PROFINET IO nativo,
por lo que puede considerarse para controladores
Siemens S7-1200, S7-1500 u otros PLC que dispongan
de funcionalidad PROFINET IO compatible.
La integración requiere verificar el archivo GSDML,
la versión del controlador y el mapa de datos.
La compatibilidad exacta debe confirmarse antes
de su puesta en servicio.

La ficha técnica especifica una
precisión dinámica de 0,3°,
una precisión estática de 0,01°
e un resolución angular de 0,01°.
Son tres parámetros diferentes. La resolución
no equivale a la precisión cuando la máquina
está sometida a aceleraciones o vibraciones.

La documentación disponible identifica
PROFINET IO y declara una clase de
conformidad B, pero no aporta una certificación
PROFIsafe, SIL2 o PLd.
Estas características no deben darse por incluidas.
Si el sensor se necesita para una función de seguridad,
deben verificarse previamente los requisitos
normativos y las certificaciones del sistema.