CEM: bloqueo por atracción magnética directa

Cuando una puerta de protección no solo tiene que detectar si está abierta o cerrada, sino además impedir físicamente que se abra mientras la máquina sigue en movimiento, un interruptor de posición convencional se queda corto. Para esos casos —tiempos de parada largos, procesos peligrosos que no pueden interrumpirse de golpe, resguardos que alguien podría abrir por error o de forma deliberada— EUCHNER dispone de la familia CEM: sistemas de seguridad codificados por transponder con bloqueo por atracción magnética (bloqueo eléctrico), pensados específicamente para la protección de procesos.

En este artículo repasamos cómo funcionan, qué variantes existen dentro de la familia (CEM-A, CEM-C60 y CEM-C40), sus niveles de codificación, los accesorios disponibles y, sobre todo, qué criterios objetivos ayudan a decidir cuál encaja en cada instalación.

¿Qué es un sistema de bloqueo por atracción magnética CEM y para qué sirve?

Los sistemas CEM son dispositivos de enclavamiento que combinan, en un mismo sistema, la monitorización de la posición de una puerta de protección y un bloqueo por solenoide (electroimán). No se limitan a informar de si el resguardo está cerrado: lo mantienen físicamente cerrado mientras la máquina completa su ciclo o su tiempo de parada, y solo permiten la apertura cuando es seguro hacerlo.

Todos los sistemas CEM constan de cuatro elementos básicos:

• Actuador con transponder codificado y placa de anclaje móvil, montado en la parte móvil del resguardo.
• Solenoide de bloqueo (electroimán), montado en la parte fija.
• Bobina de lectura, que lee por inducción los datos del transponder del actuador.
• Sistema electrónico de evaluación, que compara los datos leídos con los memorizados y habilita las salidas de seguridad.

El principio de bloqueo es el mismo en toda la familia: bloqueo por fuerza de solenoide (principio del bloqueo con tensión). Con la puerta cerrada, la placa de anclaje del actuador queda pegada al solenoide; al aplicar tensión se genera un campo magnético que la atrae con gran fuerza, impidiendo la apertura del resguardo mientras el bloqueo está activo.

A diferencia de los sistemas de bloqueo con bulón o trinquete mecánico, en los sistemas CEM la retención se produce por atracción magnética directa entre el solenoide y la placa de anclaje, sin ninguna pieza mecánica móvil que encaje o se desplace para cerrar el bloqueo. Esto tiene dos consecuencias prácticas: el desgaste mecánico es mínimo, lo que explica el número de ciclos de conmutación prácticamente ilimitado, y no hay ranuras, pestillos ni mecanismos de encaje donde pueda acumularse suciedad, viruta o polvo industrial.

Fuerza de adherencia: mantener la puerta cerrada sin bloqueo activo

Muchas aplicaciones necesitan que la puerta se mantenga cerrada por una fuerza de adherencia incluso cuando el bloqueo no está activado, para evitar aperturas accidentales o por vibración. Esta fuerza es ajustable por niveles, hasta un máximo de 50 N en el CEM-C40 o 150 N en el CEM-A-LE05. Si se ajusta a 0 N, el solenoide se desmagnetiza por completo al desactivar el bloqueo, sin magnetismo residual (remanencia).

Como opción, los solenoides de bloqueo CEM-A y CEM-C60 pueden incorporar un imán permanente que mantiene el resguardo cerrado con una fuerza de 30 N incluso con el sistema desconectado.

Codificación por transponder: Unicode y Multicode

La protección contra la manipulación de los sistemas CEM se apoya en la codificación por transponder del actuador, y existen dos niveles:

• Unicode: el código del actuador se asigna de forma unívoca al interruptor de seguridad durante la configuración. Esto impide puentear el resguardo con un actuador de diseño idéntico, superando ampliamente los requisitos de la norma EN ISO 14119 para interruptores de tipo 4 con alto nivel de codificación. El actuador puede reconfigurarse en cualquier momento si es necesario sustituirlo.
• Multicode: no hay asignación unívoca actuador–interruptor; el sistema solo comprueba que el actuador presentado sea válido. Es la opción adecuada cuando la aplicación no exige ese nivel de codificación individual.

Tres arquitecturas, un mismo principio de bloqueo

La familia CEM no es un producto único, sino tres soluciones con distinta arquitectura de evaluación de señales, pensadas para necesidades de instalación diferentes:

Sistema	Evaluación	Fuerza de bloqueo	Idea clave
CEM-A	Externa (armario de distribución)	650 N (LE05) / 1000 N (LH10)	Hasta 4 cabezas de lectura por unidad CES-AZ; cableado mínimo
CEM-C60	Interna, en el interruptor elegido	650 N	Solenoide + interruptor de seguridad a elegir libremente (CES-C04 / CES-C07)
CEM-C40	Interna, unidad cerrada	600 N	Solenoide, bobina y electrónica en una sola carcasa; conexión en serie de hasta 20 unidades

CEM-A: sistema con evaluación externa

En el CEM-A, el solenoide de bloqueo y la bobina de lectura se alojan en una cabeza de lectura, mientras que la evaluación de las señales de transponder se realiza en una unidad independiente, la CES-AZ, ubicada en el armario de distribución. Cada cabeza de lectura solo necesita dos cordones de conexión hasta la unidad de evaluación, lo que simplifica el cableado.

Las unidades CES-AZ combinan evaluación por transponder y relé de seguridad en un solo dispositivo: dos salidas de seguridad y salidas de monitorización por cada cabeza de lectura conectada, conexión para pulsador de arranque controlado y circuito de retorno para vigilar contactores posconectados. Existen versiones para conectar 1, 2 o hasta 4 cabezas de lectura CEM-A (u otras cabezas de lectura de EUCHNER), tanto Unicode como Multicode, con control individual de cada solenoide.

Dentro del CEM-A hay dos cabezas de lectura:

• CEM-A-LE05: fuerza de bloqueo de 650 N, con y sin remanencia, dos conectores M8, indicador LED, tamaño reducido y carcasa metálica niquelada. Opcionalmente, fuerza de adherencia ajustable a 70/110/150 N con adaptador de programación, imán permanente integrado (30 N) y cables de conexión fijos.
• CEM-A-LH10: fuerza de bloqueo de 1000 N, con y sin remanencia, dos conectores M8, indicador LED y conexión para indicador luminoso externo. Es la opción cuando se necesita más fuerza de retención que la LE05.

El CEM-A tiene sentido cuando conviene centralizar el cableado y la lógica de evaluación en el armario eléctrico, por ejemplo en instalaciones con varias puertas próximas entre sí que pueden compartir una misma unidad CES-AZ.

CEM-C60: sistema variable con evaluación interna

El CEM-C60 es el planteamiento más modular de la familia. En su forma básica es solo un solenoide de bloqueo: el interruptor de seguridad encargado de detectar la posición de la puerta se elige libremente y se acopla al solenoide. Esto permite convertir un interruptor de seguridad sin contacto CES-C04 o CES-C07 ya existente en un dispositivo de bloqueo para protección de procesos, sin cambiar de familia de producto ni de método de fijación.

Los interruptores de la familia AR/BR admiten conexión en serie de hasta 20 unidades (incluidos otros productos con interfaz AR/BR), con el cableado centralizado en el armario de distribución y las salidas de monitorización de posición de todas las puertas disponibles para el sistema de control. Si la conexión en serie se hace mediante distribuidores en Y, las señales pueden leerse con una unidad de evaluación AR (CES-AR-AES-12) o con un relé de seguridad con pasarela BR/IO-Link. Los interruptores de la familia AP/BP, en cambio, están pensados para uso como dispositivo independiente, con conexión M12 de 5 polos, adecuados para conexión directa a periféricos IP67.

El solenoide del CEM-C60 ofrece un bloqueo electromagnético de 650 N para protección de procesos, con conexión mediante conector M12 que puede montarse a elegir en el lado derecho o izquierdo de la carcasa, lo que facilita su integración en distintos tipos de resguardo. Su superficie niquelada le da una alta resistencia a la corrosión. Como opción, puede incorporar un imán permanente integrado que aporta 30 N de fuerza de adherencia incluso sin alimentación, y su sistema de fijación es compatible con las cabezas de lectura CEM ya consolidadas en el mercado, lo que evita tener que rediseñar el montaje si se sustituye o amplía la instalación.

El CEM-C60 encaja cuando ya se trabaja con interruptores CES-C04 o CES-C07 y se necesita añadir bloqueo sin rediseñar el sistema de detección de posición, o cuando se busca máxima libertad para elegir variante de conexión.

CEM-C40: interruptor de seguridad con evaluación interna

El CEM-C40 integra el solenoide de bloqueo, la bobina de lectura y el sistema electrónico de evaluación en una sola carcasa (interruptor de seguridad), sin necesidad de una unidad de evaluación externa. Cuenta con salidas de seguridad sincronizadas de semiconductor (OSSD) para detectar conexiones cruzadas en el cableado, y al activarse el bloqueo comprueba que la fuerza alcance al menos 400 N; si supera ese umbral, la señal de estado OL queda disponible para el sistema de control.

Existen dos familias dentro del CEM-C40:

• Familia AR: apta para conexión en serie de hasta 20 unidades CEM-C40-AR (u otros productos EUCHNER con interfaz AR), con cableado en el armario de distribución y toda la información de estado (posición de puerta, bloqueo, diagnóstico) disponible directamente para el sistema de control. Los solenoides se controlan de forma individual.
• Familia AY: pensada para uso como dispositivo independiente, con conexión M12 y salidas de semiconductor sincronizadas (pulsos de prueba de 0,8 ms).

El CEM-C40 tiene grado de protección IP65/IP67, apto para uso industrial, y una fuerza de bloqueo de 600 N. Puede fijarse en tres direcciones para un montaje flexible. Incorpora diagnóstico inmediato mediante LED, salidas de monitorización y una salida de diagnóstico dedicada, y su fuerza de adherencia es ajustable en tres niveles 0, 30 o 50 N mediante una llave de parametrización. Su diseño alargado lo hace idóneo para espacios reducidos, y el cableado se realiza mediante conectores M12 o M23. El actuador va montado en una placa de anclaje móvil que se adapta en cualquier dirección hasta ±4°, con una holgura central de 5 mm, por lo que no requiere un ajuste preciso de la puerta; existen dos modelos de actuador, ajustables en dirección longitudinal o en dirección transversal según convenga al montaje.

El CEM-C40 es la opción más autocontenida: todo el sistema de seguridad va en un único componente, sin depender de una unidad de evaluación externa, lo que simplifica la instalación en puertas individuales o en series largas cableadas en el propio armario.

Cumplimiento normativo

Toda la familia CEM alcanza categoría 4 y PL e según ISO 13849-1 para la detección segura de la posición de la puerta, y la codificación por transponder cumple los requisitos de interruptor de tipo 4 con alto nivel de codificación que exige la ISO 14119. Con esto, un único sistema CEM basta para cubrir los requisitos de ambas normas sin necesidad de combinarlo con dispositivos adicionales. Al no haber piezas mecánicas móviles en el propio bloqueo, el número de ciclos de conmutación es prácticamente ilimitado y se elimina el desgaste por rozamiento y las zonas propensas a la acumulación de suciedad que sí presentan los sistemas de bloqueo mecánico.

¿Cómo elegir entre CEM-A, CEM-C60 y CEM-C40?

Más allá de la fuerza de bloqueo, la decisión suele depender de cómo está organizada la instalación:

• ¿Se quiere centralizar la evaluación en el armario eléctrico? El CEM-A traslada la electrónica de evaluación a la unidad CES-AZ, dejando en la puerta solo la cabeza de lectura.
• ¿Ya se trabaja con interruptores CES-C04 o CES-C07? El CEM-C60 permite añadir bloqueo a esos interruptores sin cambiar de familia ni de método de fijación.
• ¿Se busca un componente único, sin unidad de evaluación externa? El CEM-C40 integra todo en una sola carcasa y admite conexión en serie de hasta 20 unidades, lo que simplifica instalaciones con muchas puertas similares.
• ¿Cuánta fuerza de retención se necesita sin bloqueo activo? El CEM-A-LE05 llega hasta 150 N de fuerza de adherencia ajustable; el CEM-C40, hasta 50 N.

Para más detalles técnicos consulta las fichas específicas para el CEM-A, CEM-C40 y para el CEM-C60.

Accesorios

El catálogo de accesorios incluye piezas de bloqueo, placas de montaje y sistemas de cerrojo, además de cables de conexión confeccionados, lo que da flexibilidad de integración en distintos tipos de resguardo, incluidas puertas batientes.

Preguntas frecuentes sobre los sistemas CEM

¿En qué se diferencia un sistema CEM de un interruptor de posición estándar?
Un interruptor estándar solo detecta si la puerta está abierta o cerrada. Un sistema CEM, además, la mantiene físicamente cerrada mediante un solenoide de bloqueo mientras el proceso lo requiere.

¿Qué pasa si se corta la alimentación con la puerta cerrada?
Depende de la fuerza de adherencia configurada. Si se ha ajustado a 0 N, el solenoide se desmagnetiza sin remanencia. Si el solenoide incorpora imán permanente (opción disponible en CEM-A y CEM-C60), la puerta se mantiene cerrada con 30 N incluso sin tensión.

¿Cuál es la diferencia entre fuerza de bloqueo y fuerza de adherencia?
La fuerza de bloqueo (600/650/1000 N según modelo) es la que impide la apertura mientras el bloqueo está activo. La fuerza de adherencia es un valor mucho menor (hasta 50 N en el CEM-C40 o 150 N en el CEM-A-LE05) que mantiene la puerta cerrada sin bloqueo activo, para evitar aperturas accidentales o por vibración.

¿Se pueden conectar varios interruptores CEM en serie?
Sí, en los modelos con interfaz AR/BR: hasta 20 unidades CEM-C40 o CEM-C60 pueden conectarse en serie hasta el armario de distribución, con toda la información de estado disponible para el sistema de control.

¿Un sistema CEM alcanza por sí solo categoría 4/PL e?
Sí. Un único sistema CEM basta para alcanzar Cat 4/PL e sin necesidad de combinarlo con dispositivos adicionales.

¿Por qué el CEM tiene un desgaste tan bajo?
Porque el bloqueo se produce por atracción magnética directa entre el solenoide y la placa de anclaje, sin ningún bulón ni pieza mecánica que se desplace para cerrar. Al no haber piezas móviles en contacto, el desgaste mecánico es mínimo y tampoco existen ranuras o mecanismos de encaje donde pueda acumularse suciedad.