Análisis en profundidad de los valores MTTF de relés y optoacopladores.

Esta nueva Directiva, incorporada al derecho alemán a través de la Ley sobre las máquinas, plantea a los ingenieros de automatización y a los fabricantes de máquinas la obligación de llevar a cabo un procedimiento de evaluación de la conformidad destinado a establecer la seguridad de las máquinas. A fin de formalizar las declaraciones vinculantes sobre la probabilidad de fallo de sus sistemas y líneas de señal individuales, los ingenieros requieren los denominados valores MTTF. La abreviatura del indicador clave estadístico MTTF corresponde a "tiempo medio hasta fallo", e indica el tiempo medio de funcionamiento hasta que se produce un fallo o funcionamiento deficiente.

Larga vida útil y elevada fiabilidad de los relés de estado sólido

Weidmüller determina los valores de disponibilidad de sus componentes activos sirviéndose del “método de cálculo de piezas”. Según este método, el porcentaje de fallo de un sistema se calcula partiendo de la base de una conexión en serie. “La larga vida útil y la elevada fiabilidad son características distintivas de nuestros relés de estado sólido y optoacopladores, incluso frente a choques y vibraciones”, comenta Frank Polley, responsable de producto de Weidmüller. “Hemos establecido, por ejemplo, un valor MTTF de 2.769 años para uno de los optoacopladores TERMOPTO.”

En lo que respecta a sus relés y optoacopladores, Weidmüller facilita todos los valores necesarios para realizar la evaluación de conformidad con lo estipulado en la Directiva 2006/42/CE.

Los usuarios se benefician del diseño compacto de los optoacopladores y relés de estado sólido, así como de su baja potencia de control y muy reducidos tiempos de excitación. No obstante, a pesar de estas características y de los excepcionales valores MTTF, algunas aplicaciones requieren el uso de relés electromecánicos convencionales. Estos relés ofrecen unas pérdidas notablemente inferiores en el trayecto de la corriente de carga y dado que soportan corriente alterna y continua en dicho trayecto, resultan adecuados para su aplicación universal. Dado que el desgaste de los relés no es simplemente una cuestión de calidad del módulo sino que depende en mayor medida de su uso particular, el cálculo de su probabilidad de fallo se realiza con una variante especial.

Valores B10 para los más diversos campos de aplicación

“El valor B10 se utiliza para calcular la probabilidad de fallo de aquellos módulos, por ejemplo relés, sometidos a cargas mecánicas extremas”, indica Joachim Janik, responsable de producto. “En resumen, este valor corresponde al número de operaciones de conmutación previstas para un relé antes de que se produzca el fallo del diez por ciento de los relés de una determinada aplicación. La corriente y la tensión de conmutación, además del tipo de carga, son factores importantes en el cálculo.”

Por lo tanto, normalmente no es posible expresar el valor B10 para un determinado tipo de relé, sino en combinación con su aplicación correspondiente. “Las cargas convencionales nos permiten reproducir en laboratorio las situaciones de aplicación de los usuarios. De esta forma hemos conseguido reunir un gran número de valores B10 correspondientes a diferentes relés, valores que nos complace ofrecer a nuestros clientes”, añade el Sr. Janik. "En la actualidad estamos realizando nuevas pruebas destinadas a aumentar nuestra base de datos”, subraya.

Los ingenieros y fabricantes de máquinas se enfrentan a cambios fundamentales en lo que concierne a la evaluación y reducción de riesgos.

El tiempo medio de funcionamiento hasta que se produce el fallo de un relé puede calcularse mediante la siguiente fórmula: MTTF = B10 ÷ (0,1 x n). El valor “n” representa el número de operaciones anuales de conmutación ejecutadas en la aplicación. Los usuarios únicamente deben introducir en la fórmula este valor y el B10 correspondiente para calcular la probabilidad de fallo de los relés empleados en su aplicación.

Para los fabricantes de máquinas y sistemas, el cumplimiento de la nueva normativa comienza con la reducción de riesgos en las aplicaciones vinculadas a la tecnología de control y accionamiento, dado que estas aplicaciones son el origen de los mayores riesgos. Weidmüller, a través de la divulgación y ofrecimiento de todos los valores necesarios para la evaluación de conformidad, presta su apoyo a los usuarios dentro de los ámbitos de aplicación en los que se utilizan sus relés y optoacopladores.