Qué es
Una lista de compra de equipamiento estándar, y las razones por las que cada cosa es la que es.
1 Qué se compra
Trece cabrestantes con motor, dos ejes hidráulicos, la electrónica que los mide y los manda, y una red que los une. Ninguna placa a diseñar, ningún equipo a fabricar.
La instalación de referencia son 15 motores: 13 cabrestantes eléctricos que enrollan cable y 2 bombas para ejes hidráulicos. Todos llevan variador; solo los 13 cabrestantes llevan encoder, porque los cilindros hidráulicos miden su posición con un sensor lineal propio.
| Qué | Cant. | Para qué |
|---|---|---|
| Motorreductor con freno | 13 | Mueve el tambor y sostiene la carga al parar |
| Variador de frecuencia | 15 | Regula velocidad y sentido de cada motor |
| Encoder absoluto | 13 | Dice dónde está la carga, no dónde está el motor |
| Freno de emergencia de tambor | 13 | Detiene una caída. Según evaluación de riesgo |
| Resistencia de frenado | 13 | Quema la energía que devuelve el motor al bajar |
| Sensor lineal y de presión | 2 + 2 | Posición y vigilancia de los ejes hidráulicos |
| Módulos de entradas y salidas | 4 | Traducen los 24 V de la planta a la red |
| Switch gestionado + switch simple | 2 | La red de control y la de las pantallas, separadas |
| Raspberry Pi | 1 | Corre el lazo de control, con kernel de tiempo real |
| Finales de carrera | 30+ | Dos por eje, cableados a la cadena de seguridad |
Una versión anterior del proyecto requería diseñar y fabricar una placa para leer los encoders. Se descartó en favor de encoders que hablan Modbus TCP de fábrica: cable de red común, y diagnóstico con herramientas de red en vez de osciloscopio.
Cuesta 3 ms más de ciclo, sobre un presupuesto de 20. A cambio, no hay nada que fabricar, nada que rediseñar cuando un componente se discontinúe, y cualquier técnico de red puede diagnosticarlo.
2 Las seis capas
El sistema se entiende mejor por capas que por equipos. Cada una hace una sola cosa, y cada una puede fallar sin llevarse a las demás.
| Capa | Qué hace |
|---|---|
| Mecánica | Motorreductores con freno mueven tambores que enrollan cable |
| Potencia | Variadores regulan velocidad y sentido de cada motor |
| Medición | Encoders absolutos informan dónde está cada carga, con 0,084 mm de resolución |
| Control | Un lazo que cada 20 ms lee posiciones, calcula correcciones y escribe consignas |
| Seguridad | Una cadena cableada, independiente del software, que corta potencia |
| Operación | Interfaz web para definir grupos, comandar y ver el estado |
Las cinco primeras son hardware; la última es la que describe el proyecto de software. La de seguridad está resaltada porque es la única que tiene que seguir funcionando cuando todas las demás fallan.
3 Los números que mandan
De todos, el que decide si el proyecto es viable en un lugar dado es la acometida. Los demás son consecuencia del diseño; ese es una condición del edificio, y no se negocia: si la instalación no tiene 67 A disponibles, no se compran menos equipos — se baja el límite de cuántos ejes pueden moverse a la vez.
4 De 3 a 15 motores
FlyNet se ofrece en seis tamaños. Todos comparten la misma arquitectura, el mismo software y el mismo ciclo de 20 ms: lo que cambia es la cantidad de equipos, el tamaño del switch y la acometida necesaria.
| Motores | Simultáneos | Potencia | Acometida |
|---|---|---|---|
| 3 | 2 | 11,0 kW | 22 A |
| 5 | 3 | 16,5 kW | 34 A |
| 7 | 4 | 22,0 kW | 45 A |
| 9 | 5 | 27,5 kW | 56 A |
| 13 | 7 | 38,5 kW | 78 A |
| 15 | 8 | 44,0 kW | 89 A |
Calculado con motores de 5,5 kW y el límite de simultaneidad puesto en la mitad de los ejes. Crecer de una configuración a la siguiente no es rehacer el sistema: es agregar equipos y ampliar la acometida.
Por qué así
Cuatro elecciones que parecen de detalle y no lo son: definen si el sistema detecta una falla o la acompaña.
5 El motor y los dos frenos
Cada eje sostiene 400 kg y debe moverlos a 800 mm/s. De ahí sale todo lo demás: 3.924 N de fuerza en el cable, 431,6 Nm de par en el tambor, y un motor de 5,5 kW que aporta 35 Nm cuando hacen falta 21,6 — un 62 % de margen.
Por qué el reductor es 20:1 y no 25:1
Con 25:1 habría que llevar el motor por encima de su frecuencia nominal para alcanzar los 800 mm/s, y ahí pierde par. En izaje el par es lo que sostiene la carga: no es un parámetro de rendimiento. Con 20:1 los 800 mm/s se alcanzan a 46,3 Hz, con par pleno.
Por qué el reductor no debe ser irreversible
Un reductor irreversible no puede moverse desde su salida, y a primera vista suena ideal —«la carga no puede caer sola»—. No conviene: esa retención depende del rozamiento, que cambia con la lubricación, la temperatura y el desgaste, y no es certificable. Además impide bajar la carga a mano en una emergencia. El freno es la barrera, porque el freno es verificable.
Es la confusión más habitual en izaje, y tiene consecuencias reales. No cumplen la misma función, no actúan en el mismo momento y no se reemplazan entre sí.
Freno del motorreductor
Sostiene la carga detenida. Actúa en cada parada normal, miles de veces por día.
- Dónde
- En el motor, antes del reductor
- Par a vencer
- El del motor — 21,6 Nm
- Protege de
- Que la carga baje sola al parar
- Obligatorio
- Siempre
Freno de tambor
Detiene una carga en caída. Idealmente no actúa nunca.
- Dónde
- En el tambor, después del reductor
- Par a vencer
- El de la carga — 431,6 Nm
- Protege de
- Rotura de eje, acople o reductor
- Obligatorio
- Según evaluación de riesgo
El freno del motor está antes del reductor. Si se rompe el reductor, el acople o el eje de salida, ese freno sigue cerrado y funcionando perfectamente — pero ya no está conectado a la carga. El único que puede retenerla en ese caso es uno montado sobre el tambor.
Los dos funcionan a resorte: con energía abren, sin energía cierran. Ante un corte frenan solos. Si funcionaran al revés, un corte de luz dejaría la carga sin retención.
Depende de qué hay debajo de la carga: con personas es obligatorio; en zona de paso ocasional es muy recomendable; en zona vallada y vacía se evalúa. Es una decisión de la evaluación de riesgo de la instalación, no del proyecto de control.
Son 13 frenos con su accionamiento: impacto fuerte en el presupuesto — y en la seguridad si no están.
La secuencia de freno la controla el variador
Al arrancar hay que energizar el motor, esperar a tener par y recién entonces abrir el freno. Al parar, el orden inverso: frenar a cero, mantener par con el eje quieto y recién entonces cerrar. Si el orden se invierte, la carga cae — unos centímetros, antes de que ningún sistema alcance a reaccionar.
Esa secuencia opera en decenas de milisegundos y debe funcionar aunque el controlador se caiga. Por eso la ejecuta el variador, y por eso «control de freno con secuencia configurable» es un criterio de selección, no un extra.
6 Medir la carga, no el motor
Los encoders van después del reductor, sobre el tambor. Es la decisión más importante de todo el proyecto de medición, y se explica con una sola escena:
Se rompe un acople. El motor gira, el encoder cuenta vueltas, el sistema informa que la carga sube. Y la carga está cayendo.
Montado después del reductor, el encoder mide el movimiento real de la carga: el motor gira, el encoder no se mueve, y el sistema declara falla en 20 a 40 ms. Es la diferencia entre detectar una falla mecánica y acompañarla.
Y son absolutos, no incrementales: conocen su posición al energizar. Tras un corte de luz el sistema sabe dónde quedó cada carga sin tener que moverla para buscar una referencia. Con carga colgando, eso no es comodidad: es seguridad.
| Requisito | Por qué |
|---|---|
| Absoluto multivuelta | Posición conocida al energizar, y 2.831 m de recorrido antes de dar la vuelta |
| Modbus TCP nativo | Cable de red común. Sin electrónica propia que diseñar |
| ≥ 13 bits por vuelta | 0,084 mm por posición: dos órdenes de magnitud por debajo del umbral de falla |
| Alimentación de 24 V | Con 5 V, la caída de tensión en 100 m lo saca de rango |
En los 100 metros de tirada, el problema no es la velocidad de los datos: es la tensión que llega al otro extremo. Con 0,5 mm² de sección llegan 23,3 V de los 24 — con menos sección, no alcanza. De ahí el requisito: 0,5 mm² mínimo, y medir la tensión en el encoder, no en el gabinete.
Si el encoder admite PoE —alimentación por el mismo cable de red— se eliminan 13 tendidos de 24 V y la fuente entera. Es la diferencia más grande en trabajo de obra de todo el conexionado, y se resuelve preguntándola al cotizar.
7 Todo por cable de red
Con variadores y encoders no hay interfaz de hardware que resolver: es un cable de red a un switch. Sin conversores, sin tarjetas de comunicación, sin adaptadores. Esa fue la razón de exigir Modbus TCP nativo y no Modbus serie: con serie harían falta gateways, cada uno con latencia variable y un punto de falla capaz de dejar mudos a varios ejes a la vez.
Tres redes lógicas, dos switches
| Red | Qué lleva | Switch | Equipos externos |
|---|---|---|---|
| Encoders | Las 13 posiciones, cada 20 ms | Switch 1 · VLAN | No |
| Variadores y E/S | Consignas y estado | Switch 1 · VLAN | No |
| Telemetría | Pantallas y navegadores | Switch 2, aparte | Sí |
Todo FlyNet consume 1,5 Mbps: el 0,15 % de una red Gigabit. No hay congestión posible, y separar redes no acelera nada.
Se separan porque Modbus TCP no tiene autenticación. Cualquiera que alcance el medio puede escribir en un variador y mover un motor: no hay usuario, ni contraseña, ni permisos. Poner la telemetría junto a los variadores significaría que cualquier notebook conectada a mirar el estado puede comandar los motores.
Por eso la telemetría va en un switch físicamente aparte, y no en una VLAN: una barrera de seguridad no debería depender de que un switch conserve su configuración. Entre encoders y variadores —misma zona de confianza— alcanza con VLAN.
El último número de la IP se deriva del eje: eje N → 10 + N, igual en las dos redes. El eje 7 es el encoder 192.168.20.17 y el variador 192.168.10.17. Un técnico que sabe el número de eje sabe las dos direcciones sin consultar ninguna tabla, y reemplazar un equipo es asignarle la dirección que se deduce de dónde se monta.
Los 24 V no llegan nunca a la computadora
Los finales de carrera y los sensores de presión no entran a la Raspberry Pi: sus entradas son de 3,3 V y una señal industrial de 24 V destruye el procesador. Entran a módulos de riel DIN con aislación óptica, que publican por la misma red de control — otra vez, equipamiento de catálogo en lugar de una placa a diseñar.
Los módulos se montan cerca de los sensores, no junto a la computadora: en vez de traer 37 cables de señal hasta un punto central, se lleva un cable de red hasta cada módulo. Con ejes distribuidos por la instalación, es una diferencia grande de obra.
Los finales de carrera van cableados a la cadena de seguridad, que corta potencia sin pasar por ningún módulo, ni por la red, ni por la computadora. Lo que entra por los módulos es una derivación de esa señal, para que el software se entere, registre y muestre.
Si un módulo falla, si el switch deja de funcionar o si la computadora se bloquea, la protección sigue actuando igual.
8 La energía que vuelve
Al bajar 400 kg, el motor no consume: genera. La carga lo empuja, el motor se convierte en generador y devuelve energía al variador. Si no hay dónde disiparla, el variador dispara por sobretensión — y al disparar deja de controlar el motor.
| Bajando a | Por eje | Con 6 ejes |
|---|---|---|
| 800 mm/s | 2,67 kW | 16,0 kW |
| 400 mm/s | 1,33 kW | 8,0 kW |
De ahí sale una resistencia de frenado por variador, de 2,67 kW continuos como mínimo, y con disipación calculada de verdad: 16 kW dentro de un tablero cerrado lo convierten en un horno.
Un variador que dispara por sobretensión suelta el motor mientras la carga baja. Los frenos a resorte cierran y la retienen, pero es una parada brusca y no comandada, con la carga en movimiento. Este es el punto del proyecto que hay que mirar primero.
El límite de 6 ejes simultáneos
Seis ejes moviéndose a la vez son 33 kW y 67 A. Los trece a la vez serían 145 A. El límite no es una recomendación operativa: lo hace cumplir el software, porque si se viola salta la protección general y toda la instalación queda sin alimentación de golpe, incluidos los ejes que están sosteniendo carga.
Los frenos, al ser a resorte, cierran solos y sostienen. Pero es un corte abrupto de toda la operación, no una maniobra controlada — y no debe ocurrir.
Qué falta
La regla que ordena el proyecto, los riesgos conocidos y los datos que faltan para poder cotizar.
9 La seguridad, por hardware
La protección de las personas está puesta donde nada puede desactivarla: en una cadena cableada —paro de emergencia, finales de carrera, frenos y contactor general, en serie— que corta la potencia por sí misma y sigue funcionando con la computadora apagada.
Esa independencia es deliberada. Un programa puede trabarse, actualizarse mal o quedarse sin red; una cadena de contactos en serie, no. Por eso la seguridad no se le confía al software: se la sostiene el hardware, y el software trabaja por encima de esa base, vigilando y frenando de forma ordenada antes de que la cadena tenga que actuar.
Va por hardware, sin excepción:
- Paro de emergencia — botonera enclavada, contactos normalmente cerrados, en serie.
- Finales de carrera físicos — cableados a la cadena, en todos los ejes y en los actuadores hidráulicos.
- Frenos mecánicos — el del motor sostiene en cada parada; el de tambor detiene una caída.
- Válvula de retención pilotada — montada en el cilindro hidráulico, no en el distribuidor.
- Válvula limitadora de presión — independiente del software.
- Protección térmica y magnética — por eje.
Límites virtuales y límites físicos
Cada eje tiene los dos. Los virtuales los aplica el software y frenan por rampa antes de llegar; los físicos son finales cableados que cortan la habilitación cuando lo anterior falló. Los primeros dependen del software; los segundos, no.
A 800 mm/s, frenar toma entre 200 y 600 mm según la rampa. El final físico tiene que estar más allá de esa distancia del virtual, o la carga lo pasa de largo.
Por eso la rampa de frenado hay que definirla antes de montar el tablero: corregirla después significa mover finales de carrera ya instalados.
10 Los riesgos
| Riesgo | Nivel | Cómo se ataca |
|---|---|---|
| Una fuga hidráulica hace descender la carga sin que nadie lo ordene | Muy alto | Válvula de retención pilotada en el cilindro, y vigilancia de presión con el eje detenido |
| Un eje se traba y los demás siguen tirando | Muy alto | Umbral de desfase por velocidad, más chequeo de plausibilidad |
| El frenado regenerativo dispara los variadores al bajar | Alto | Resistencias dimensionadas con disipación real |
| Los variadores no contestan a tiempo | Alto | Medir el tiempo de respuesta antes de comprar 15 unidades |
| Se arrancan más ejes de los que soporta la acometida | Alto | El software impide superar los 6 simultáneos |
| Los finales físicos quedan demasiado cerca de los virtuales | Alto | Definir la rampa de frenado antes de montar |
| Latencia del sistema operativo | Bajo | Con kernel de tiempo real, el jitter medido es de 83 µs: 0,066 mm a 800 mm/s |
El plan va por fases: viabilidad (un equipo de cada cosa, midiendo), un eje completo con su cadena de seguridad, dos ejes con sincronismo real —incluida la prueba destructiva de trabar un eje y verificar que todo para—, escala a los quince, y operación.
La fase de viabilidad va antes que cualquier otra cosa: es la que decide si la plataforma elegida aguanta, y se hace comprando una unidad de cada equipo, no quince.
11 Qué falta definir
El proyecto está completo como ingeniería. Lo que falta son datos del lugar y de la mecánica — y no se rellenaron con supuestos, porque un supuesto acá se paga con equipos comprados de más o de menos.
| Dato que falta | Qué bloquea |
|---|---|
| Acometida eléctrica disponible en el lugar | Si no llega a 67 A, hay que bajar el límite de ejes simultáneos |
| Carga, velocidad, carrera y presión de los cilindros | Sin esto no se dimensionan las bombas ni sus variadores |
| ¿Una bomba por cilindro, o una alimenta a varios? | Si alimenta a varios hace falta distribuidor con válvulas proporcionales: otro nivel de complejidad |
| Rampa de frenado | Define dónde se montan los finales físicos. Corregirlo con el tablero montado es caro |
| Recorrido máximo de cada eje | Confirma que el encoder multivuelta alcance |
| Metraje real de cada tirada de cable | Es un rubro importante del presupuesto |
| ¿Se adoptan los frenos de emergencia de tambor? | Depende de qué hay debajo de la carga. Impacto fuerte en presupuesto — y en seguridad si no están |
Y tres preguntas a los proveedores
Hay preguntas que cambian el presupuesto y la obra, y que solo puede contestar quien cotiza. Las tres que más pesan:
- ¿El encoder soporta PoE? — si sí, se eliminan 13 tendidos de alimentación y la fuente entera.
- ¿El variador trae Modbus TCP de fábrica, o requiere una tarjeta? — en varias familias un sufijo del código define si trae Ethernet. Un pedido mal especificado trae 15 equipos inservibles.
- ¿Hay documentación del mapa de registros? — sin ella, escribir el driver es ingeniería inversa.
El cuestionario entero a proveedores —encoders, variadores y motorreductores—, las mediciones de la fase de viabilidad con su criterio de aprobación, la topología exacta con direcciones y puertos, y el reparto de las 41 señales por módulo están en la .
12 Autoría
FlyNet · El hardware v1.0 · 17 de agosto de 2026.
Es un resumen del proyecto de hardware para revisión; el detalle con el que se compra el equipamiento está en la . No reemplaza el proyecto eléctrico matriculado ni la evaluación de riesgo en seguridad de máquinas — ambos requeridos antes de operar con carga real.