Los relés electrónicos de sobrecarga E300 es una solución avanzada para la protección de sobrecarga de motores que abarca un rango de sensado desde 0.5 A hasta 200 A, para corrientes mayores a 200 A están disponibles soluciones con transformadores de corriente externos. Entre las principales características se encuentran:

Diseño modular

Es un dispositivo modular que consta de 3 modulos para el emsamble completo del relé.

• Módulo de sensado
• Módulo de control
• Módulo de comunicaciones

Figura 1. Hardware y componentes físicos de un relé electrónico E300.

Módulo de sensado

El módulo de sensado realiza una muestra de datos de forma electrónica sobre la corriente, tensión, potencia y energía que consume el motor dependiendo de la opción seleccionada. Hay 3 variantes disponibles;

• Medición de corriente (I)
• Medición de corriente y falla a tierra (GI)
• Medición de corriente, falla a tierra y tensión (VGI) (disponibles diagnósticos de potencia y energía)

El módulo de sensado está disponible en 4 rangos;

• 5 A – 30 A
• 6 – 60 A
• 10 – 100 A
• 20 – 200 A

Figura 2. Módulo de sensado para contactor tipo IEC (izquierdo) y tipo NEMA (derecho).

 Módulo de control

El módulo de control desempeña todas las protecciones y algoritmos para el control del motor. Es compatible con cualquier rango y tipo del módulo de sensado. Además incluye un bloque terminal con las entradas y salidas del relé electrónico. Está disponible en 2 opciones de I/O;

• Sólo I/O
• I/O y protección (PTC y sensado externo de corriente de falla a tierra.

 Las entradas y salidas están disponibles en las siguientes opciones, tensiones de control 24 VDC, 120 V AC y 240 V AC.

I/O Only

• 4 Inputs 240V AC / 3 Outputs
• 4 Inputs 120V AC / 3 Outputs
• 6 Inputs 24V DC / 3 Outputs
• 2 Inputs 240V AC / 2 Outputs
• 2 Inputs 120V AC / 2 Outputs
• 2 Inputs 24V DC / 2 Outputs

I/O and Protection

• 2 Inputs 240V AC / 2 Outputs / PTC / GF
• 2 Inputs 120V AC / 2 Outputs / PTC / GF
• 4 Inputs 24V DC / 2 Outputs / PTC / GF

 Figura 3. Módulo de control de relé electrónico E300.

Figura 4. Vista inferior de módulo de control; entradas y salidas con bloque terminal removible y puerto de expansión para añadir módulos de expansión de I/O ó estación de control.

Módulo de comunicaciones

El módulo de comunicaciones permite al relé electrónico E300 ser integrado a un sistema de automación. Puede ser unido a cualquier opción escogido del módulo de control. Está disponibles en 2 protocolos de comunicación; Ethernet/IP y Devicenet.

Todos los módulos de comunicaciones; tanto Ethernet y Devicenet cuentan con un set de switches giratorios en la parte frontal con diferentes funciones;

• Ajuste de dirección IP o nodo
• Restablecer equipo a valores de fábrica
• Habilitar ajustes de seguridad del equipo
• Habilitar servidor web para configuración de relé E300 (en caso de módulo ethernet)

Figura 5. Modulo de comunicaciones Ethernet/IP (izquierdo) y Devicenet (derecho).

El módulo de comunicaciones Ethernet/IP cuenta con 2 puertos embebidos conectores RJ45 que soportan una configuración de anillo a nivel dispositivo DLR, además de topologías en estrella, lineales y poder acceder al servidor web del equipo.

 Capacidades del equipo

El relé electrónico E300 cuenta con las mayores capacidades de protección diagnóstico e integración. Entre las cuales destaca;

• Cálculo de capacidad térmica utilizada y clase de disparo ajustable de 5 a 30 s.
• Memoria térmica incluso si la alimentación del motor es removida.
• Reset manual o automático ajustable desde 1-100% TCU.
• Protección embebida PTC o RTD mediante un módulo de expansión analógico.
• Monitoreo de potencia, energía y demanda de la aplicación.
• Capacidades de diagnóstico como estatus de equipo, alarma y disparo, historial de fallas y alarmas, horas de operación, número de arranques, etc.
• Reset remoto via un dispositivo externo, por ejemplo sensor de vibración.
• Indicadores LED de estado; energía,alarma y disparo.
• Botón de reset embebido para test y trip.
• Operación en aplicaciones monofásicas y trifásicas.

 Figura 6. Protecciones embebidas en portafolio de relés de sobrecarga de Allen Bradley, incluido el relé E300.

 El relé electrónico E300 soporta hasta 54 modos de operación parámetro 195 para el control de arranques directos a tensión plena, incluyendo los modos de:

• Sobrecarga
• Arranque directo no reversible FVNR
• Arranque directo reversible FVR
• Arranques estrella-delta
• Arranques dos velocidades
• Monitoreo

Figura 7. Modo arranque directo no reversible con estación de control local ( izquierdo) parámetro 195 = 27 y modo arranque directo no reversible con control local 3 hilos (derecho) parámetro 195 = 38.

Accesorios opcionales

Están disponibles módulo de expansión I/O digitales y analógicos para el relé E300.

• Hasta 4 módulos de expansión digitales con 4 entradas 120 V, 240 V o 24 VDC y 2 salidas de relé
• Hasta 4 módulos de expansión analógicos con 3 entradas universales y 1 salida analógica aislada.

Las entradas analógicas universales pueden ser;

• 4…20 mA            
• 0…20 mA
• 0…10 V DC
• 1…5 V DC
• 0… 5 V DC
• RTD (Pt 385, Pt 3916, Cu 426, Ni 618, Ni 672, and NiFe 518)
• Resistancia (150 W, 750 W, 3000 W, and 6000 W)

Figura 8. Módulo de expansión entradas digitales 120 V parte 193-EXP-DIO-42-120. Incluye un cable 20 cm para conectar al E300. Si se requiere mayor distancia está disponible por separado un cable de 1 metro 193-EXP-CBL-1M y 3 metros 193-EXP-CBL-3M.

El E300 está disponible para suministrar energía sólo para 1 módulo de expansión I/O y 1 estación de diagnóstico/operador. Si 2 módulos son usados, es necesario una fuente de alimentación auxiliar en AC o DC. También si un módulo de expansión analógico es usado será necesario la fuente de alimentación auxiliar.

Si la fuente auxiliar es requerida, debe ser conectada como el primer módulo al relé E300. Una fuente puede suministrar suficiente corriente para 4 módulo de expansión de entradas digitales, 4 módulos de expansión de entradas analógicas y 1 estación operador.

 Figura 9. Fuente aulixiar de alimentación AC parte 193-EXP-PS-AC. También está disponible DC parte 193-EXP-PS-DC.

El relé E300 puede adicionar una estación de operador, están disponibles 2; estación de control (193-EOS-SCS) y estación de diagnóstico (193-EOS-SDS). Ambas se montan en una prevista de 22 mm. Entre las ventajas destacan:

• Monitoreo el estado del relé con indicadores de alarma, disparo y energía.
• Funciones de arranque, paro, local/remoto, botón reset
• Ambas compatibles con función Copycat (descarga y almacenar configuración de los parámetros del relé E300).
• La estación de diagnostico adicionalmente incorpora una pantalla y botones de navegación para acceder, monitorear y editar parámetros de forma local.

Figura 10. Estación de control (izquierda) y estación de diagnóstico (derecha).

Opciones de montaje

Están disponibles 2 opciones de montaje.

• Montaje directo en contactor tipo NEMA (familia 500 y 300) y IEC (familia 100C, 100D y 100E) en un arranque directo.
• Montaje riel DIN junto a los demás componentes como el contactor y la protección circuit breaker.

 Figura 11. Tipos de montaje disponibles para la instalación del relé electrónico E300.

Conectividad

Ethernet/IP

El relé E300 configurado con un módulo de comunicación Ethernet/IP cuenta con la posibilidad de ingresar a un servidor web del equipo y poder realizar la configuración de los parámetros del E300.

Figura 12. Interfaz de servidor Web de E300.

El relé E300 puede ser integrado a una red de controladores Logix mediante el software Studio 5000 y realizar el control del arrancador a través de una rutina de programación desde el controlador usando los tags predefinidos.

Figura 13. Integración de un relé E300 a controlador Logix a través de software Studio 5000.

Los relés electrónicos E300 cuentan con librerías predefinidas de visualización cuando se integran a sistemas de visualización HMI y pantallas táctiles, en estas librerías de objetos se puede brindar un estado del equipo, tendencias de variables de interés, eventos y fallos de manera remota.

Figura 14. Librerías predefinidos de operador del relé E300 en FactoryTalkView Studio.

Devicenet

Los relés electrónicos E300 soportan Devicenet mediante el módulo de comunicaciones Devicenet 193-ECM-DNT.

• 1 Conector 5 pines para devicenet y swtiches giratorios en la parte frontal para ajustar el nodo del equipo.
• Provee un camino de migración para los descontinuados relés electrónicos E3 Plus.
• Lectura y escritura de parámetros en tiempo real usando la interfaz RSNetworx for Devicenet.

El relé electrónico E300 cuenta con un modo emulación que se ajusta en el parámetro 300. Permite emular a nivel de software un relé electrónico E3 Plus y minimizar los cambios a nivel del PLC. Para el modo emulación solo será necesario realizar un mapeo de las entradas y salidas como se muestra en la figura 15; información que está disponible en las guías de migración.

 Figura 15. Mapeo de las terminales de entrada y salida entre E3 plus y E300 cuando se activa el modo emulación en relé electrónico E300.

Para mayor soporte contactar a mercadeo@elvatron.com

Ing. David Vindas Navarro.| Especialista de producto Elvatron S.A. | Control inteligente de motores.

Bibliografía

[1] Rockwell Automation (s.f). E300 Electronic Overload Relay User Manual , disponible en; https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/193-um015_-en-p.pdf

[2] Rockwell Automation (s.f).E300/E200 Electronic Overload Relay Specifications, disponible en;https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/td/193-td006_-en-p.pdf

[3] Rockwell Automation (s.f).Quick Start E300 Electronic Overload Relay , disponible en; https://rockwellautomation.custhelp.com/ci/okcsFattach/get/869259_4

[4] Rockwell Automation (s.f). Motor Protection Solutions Protect your investments, disponible en; https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/br/193-br029_-en-p.pdf?event-category=Brochure&event-action=View&event-label=MotorProtectionFamil