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Variadores de Frecuencia

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10 Beneficios de migrar PowerFlex 40/40P a PowerFlex 525

Posted by Eduardo Suárez on 29/08/2018 11:14:32 AM

Los variadores de frecuencia PowerFlex 525 forma parte de la familia PowerFlex 520, la cual es la nueva generación de variadores compactos de Allen Bradley. Los variadores PowerFlex 40/40P están en un período activo-maduro, se espera su salida del mercado alrededor del año 2022.

PowerFlex 525 Frame A 2

Figura 1. PowerFlex 525 frame A [3]

 

Para las migraciones es recomendable revisar la publicación PFLEX-AP011B-EN-P Migration Guide: PowerFlex 40 and 40P Drives to PowerFlex 525 Drives de Rockwell Automation.  Un detalle por considerar en la migración es que si el variador PowerFlex 40 está integrado en una red industrial (DeviceNet, EtherNet/IP, Modbus, etc) es muy probable que el cambio implique mapear el nuevo variador en el controlador.

Le presentamos los 10 principales beneficios de migrar su base instalada de PowerFlex 40 a PowerFlex 525:

 

1. Configuración Automática del Dispositivo.

Autoasignación de IP, fimware y parámetros de variador PowerFlex 525Figura 2. Autoasignación de IP, fimware y parámetros de variador PowerFlex 525 [2]

Los variadores PowerFlex 525 se puede realizar su integración con un controlador Logix, en una red EtherNet/IP, de manera tal que permita:

  1. Si un tercero modifica la programación mediante su keypad que recuperen su programación después de un ciclo de potencia (apagado y encendido).
  2. Configuración automática (dirección IP, ajuste de versión de firmware y descarga de la configuración), es decir, el técnico simplemente debe conectar las terminales de potencia, cable de red y de manera automática el variador recuperará completamente su configuración.

Entre los requisitos para lograr esto se encuentra:

  1. Autoasignación IP: Se requiere un Switch administrable con servidor de DHCP, por ejemplo los Stratix 5700. Adicionalmente el parámetro C128 del variador debe estar en la opción 1 “BOOTP” y no por “Parámetros” que es la opción 2. Este parámetro (C128) de fábrica está en la opción 1 “BOOTP”.
  2. Autoajuste de la versión de firmware (Firmware supervisor): Se requiere memoria SD en el controlador Compact o Control Logix y habilitar el firmware supervisor.
  3. La versión del controlador debe ser 20 o superior.
  4. El variador debe ser sustituido por el mismo número de catálogo.
  5. En Studio 5000 se debe habilitar la función ADC (Automatic Device Configuration), la cual se muestra en la siguiente figura.

Habilitación del ADC en el Studio 5000

Figura 3.  Habilitación del ADC en el Studio 5000.

Para mayor información consulte las siguientes referencias:

  1. Nota técnica 504187: “Optimize PowerFlex Drive Management with Automatic Device Configuration”
  2. Manual de usuario del Puerto EtherNet/IP embebido, variadores PowerFlex 525.

 

2. Diseño modular

El PowerFlex 525 posee un diseño modular: una sección de control y una de potencia, como se muestra en la siguiente imagen.

Diseño modular Variador PowerFlex 525Figura 4. Diseño modular Variador PowerFlex 525 [3]

El módulo de control catálogo 25B-CTM1 es común para todas las potencias y niveles de tensión, lo cual le permite reducir su inventario de repuestos.  Esta sección de control, posee un puerto USB permite las siguientes funciones sin necesidad de ningún software:

  1. Carga/descarga de parametrización: Permite guardar un respaldo o descargar la parametrización de un variador PowerFlex 525 desde su oficina, sin necesidad de requerir alimentar la potencia y con cable estándar USB. En caso de que esté sustituyendo un variador usted puede descargar la configuración al módulo de control, mientras un técnico esté instalando el módulo de potencia.
  2. Actualización de firmware: La actualización del software del variador le permitirá poder contar con las mejoras realizadas al software de los PowerFlex 525. Las versiones de firmware más recientes se pueden descargar desde Centro de Descargas de Rockwell Automation.

Puerto USB PowerFlex 525

Figura 5. Puerto USB PowerFlex 525. [3]

Con los siguientes enlaces podrá videos con demostraciones sobre cómo utilizar el Puerto USB:

  1. Carga/descarga de parametrización.
  2. Actualización de firmware.

 

3.    Revestimiento en tarjetas de control (Conformal coating)

El diseño del variador PowerFlex 525 posee un revestimiento dieléctrico en tarjetas de control, llamado Conformal Coating, el cual le permite al variador ser un equipo más robusto ante gases del proceso industrial a donde se instale el mismo. Este revestimiento cumple con las normas IEC 60721 3C2. Esta característica no estaba disponible en los PowerFlex 40.

Conformal Coating aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 525Figura 6. Conformal Coating aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 525  [2]

 

 

4.    Menor consumo de espacio en el gabinete

En la siguiente tabla se muestra la comparación de tamaño de los PowerFlex 40 con respecto a los PowerFlex 525, de color verde se subrayan las dimensiones que son menores en el PowerFlex 525 y rojo las que se aumentaron, en este caso el PowerFlex 525 posee mayor profundidad que su equivalente en PowerFlex 40, cabe resaltar que normalmente la profundidad es la dimensión menos restringida o comprometida en los gabinetes.

Tabla 1. Comparación de tamaños PowerFlex 40 versus PowerFlex 525

Comparación de tamaños PowerFlex 40 versus PowerFlex 525

Un detalle adicional son los márgenes de ventilación, un PowerFlex 40 requieren 12 cm libres tanto en su parte superior como inferior, por su parte el PowerFlex 525 sólo requiere 5 cm. Por tanto, el consumo del espacio del fondo falso  del gabinete  es optimizado al migrar sus variadores PowerFlex 40 a PowerFlex 525.

Comparación de márgenes de ventilación de PowerFlex 40 versus PowerFlex 525Figura 7. Comparación de márgenes de ventilación de PowerFlex 40 versus PowerFlex 525  [1]

 

 

5.    Paro seguro integrado

El Paro Seguro (Safe Torque Off) le permite realizar mantenimiento mecánico en alguna aplicación sin necesidad desenergizar el variador, con una solución certificada que puede alcanzar hasta un nivel SIL 2 / PLd Cat 3.

En el pasado la solución implementada era la no integrada, ver figura 12, la cual implicaba adicionar contactores de seguridad en la acometida y la salida del variador, aumentando así el espacio consumido en el gabinete, inversión inicial y el desgaste del drive debido a que este era desconectado en cada solicitud del sistema de seguridad. En el caso del PowerFlex 40, se debía considerar los contactores de seguridad.

La solución actual posee un sistema embedido que deshabilita los IGBTs, quienes son los encargados de generar la onda de salida del variador. Por tanto, no es necesario desenergizar el variador en caso de que haya una demanda del sistema de seguridad.

Desactivación del par seguraFigura 8. Desactivación del par segura [4]

En el apéndice G del manual de usuario del PowerFlex 525, publicación 520-UM001, puede consultar los diagramas de conexión para cada nivel SIL/PL disponible. En la siguiente imagen, se muestra un diagrama de conexión para un nivel SIL 2/PL d.

Diagrama de control para realizar Paro Seguro SIL2PLdFigura 9. Diagrama de control para realizar Paro Seguro SIL2/PLd  [1]

 

 

6.    Mayor rango de potencia.

PowerFlex 525-1Figura 10. Familia de variadores PowerFlex 525 Frame A al E [3]

Los variadores PowerFlex 525 cubren mayor rango de potencia que el PowerFlex 40, por ejemplo: los PowerFlex 40 estaban disponibles hasta 10 Hp en 240 VAC, y 15 Hp en 480 VAC. Esto le permite un mismo variador para mayor cantidad de aplicaciones.

El PowerFlex 525 está disponibles en los siguientes rangos de tensiones y potencias.

  • 100-120V, 1Ø,4…1.1 kW • 0.5…1.5 Hp • 2.5…6 A; tensión de salida 240 VAC trifásica.
  • 200-240V, 1Ø,4…2.2 kW • 0.5…3 Hp • 2.5…11 A; tensión de salida 240 VAC trifásica.
  • 200-240V, 3Ø,4…15 kW • 0.5…20 Hp • 2.5…62.1 A
  • 380-480V, 3Ø,4…22 kW • 0.5…30 Hp • 1.4…43 A

 

7.    Display con texto corredizo

Display con texto descriptivo sobre los parámetros facilita la puesta en marcha

Figura 11. Display con texto descriptivo sobre los parámetros facilita la puesta en marcha [3]

Una de las mejoras del PowerFlex 525 es el texto corredizo, lo cual permite que el display brinde una descripción del nombre de los parámetros y de las opciones a seleccionar. En el parámetro P030 se puede configurar el idioma deseado, para que el cambio sea efectivo se requiere un ciclo de potencia (apagado y encendido).

 

 

8.    Grupo aplicaciones

Los variadores PowerFlex 525 posee más de 500 parámetros. Para facilitar su puesta en marcha posee grupos de parámetros, por ejemplo el grupo P (parámetros 31 a 53) es el grupo para realizar la puesta marcha básica del variador.  Entre los grupos existen unos por aplicaciones, en la siguiente imagen se muestra cómo acceder a los mismos mediante el software Connected Components Workbench.

Interfaz para acceder a Grupos de aplicaciones mediante el CCWFigura 12. Interfaz para acceder a Grupos de aplicaciones mediante el CCW.

En el display del variador las aplicaciones se muestran como Gx, donde x es la aplicación:

  • G1: Banda transportadora.
  • G2: Mezclador.
  • G3: compresor
  • G4: Bomba centrífuga
  • G5: Soplador/ventilador
  • G6: Extrusora
  • G7: Posicionamiento
  • G8: Textil/Fibra
  • GC: grupo personalizado: grupo creado por el usuario.

Grupos de aplicaciones desde display del variadorFigura 13. Grupos de aplicaciones desde display del variador.

 

 

9.    Posicionamiento

El variador PowerFlex 525 es capaz de trabajar en modo posicionamiento, realizando un indexado básico de 8 pasos mediante la función StepLogic y la función de Home. Para esto es necesario adicionar el módulo opcional de encoder, el cual se muestra en la siguiente imagen. Considerando lo anterior el PowerFlex 525 es capaz de sustuir de igual manera al PowerFlex 40P, el cual es un producto de igual manera en estado activo-maduro.

Módulo opcional de encoder PowerFlex 525Figura 14. Módulo opcional de encoder PowerFlex 525 [3]

 

 

10.    Mejor precio y disponibilidad

PowerFlex 525 Frame A 2Figura 15. PowerFlex 525 Frame A [3]

El variador PowerFlex 525 posee mejores capacidades y mejor precio que el PowerFlex 40. Por esta razón hemos actualizado nuestro inventario de variadores a PowerFlex 525 hasta 30 Hp en 480 VAC.

Escríbamos a mercadeo@elvatron.com para conocer nuestro stock de variadores.

Otras ventajas adicionales:

  • Puerto dual Ethernet le permite integrarse redes a tipo anillo a nivel de dispositivo DLR (Device Level Ring)
  • Modo economizador: permite ahorros energéticos en cargas de par constante que se mantengan un punto de operación donde el consumo sea menor al 70% de la corriente nominal.
  • Módulo opcional de ventilador: Este kit permite instalar el variador de manera horizontal en caso que tengamos el espacio restrigindo en el gabinete o nos puede permitir trabajar hasta 70°C con sobredimensionamiento.

Variadores PowerFlex 525 con kit opcional de ventilación instalados horizontalmenteFigura 16. Variadores PowerFlex 525 con kit opcional de ventilación instalados horizontalmente [3]

 En la siguiente curva punteada se muestra un ejemplo del sobredimensionamiento requerido para un variador PowerFlex 525 instalado de manera vertical con el kit opcional de ventilación:

 

Curva de sobredimensionamiento requerido acorde a temperatura ambiente máximaFigura 17. Curva de sobredimensionamiento requerido acorde a temperatura ambiente máxima  [1]

 ¿Dónde puedo obtener mayor información técnica del PowerFlex 525?

Para mayor información sobre los beneficios de los variadores PowerFlex 525 puede consultar los siguientes enlaces:

 

 

Escríbamos a: mercadeo@elvatron.com

 

 

 

Bibliografía.

[1] PowerFlex 525 Adjustable Frequency Drive FRN 1.xx - 2.xx User Manual, Publicación 22F-UM001, Rockwell Automation, junio 2013, disponible en:

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/um/22f-um001_-en-e.pdf

[2] Guía de selección de variadores PowerFlex, Publicación PFLEX-SG002, Rockwell Automation, agosto 2017, disponible en:

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/sg/pflex-sg002_-es-p.pdf

[3] PowerFlex 520-Series AC Drive Marketing Images, Julie Gonzo, Rockwell Automation, enero 2017, publicado en Noggin.

[4] Safety and Drives, Bill Sinner PowerPoint Rockwell Automation, 2007.

[5] Reference Manual: Rockwell Automation Library of Process Objects: PowerFlex 523/525 Variable Frequency Drives (P_PF52x) Versión 3.5, Rockwell Automation, febrero 2017, disponible en: http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/rm/syslib-rm048_-en-p.pdf

[6] Migration Guide: PowerFlex 40 and 40P Drives to PowerFlex 525 Drives, Publicación PFLEX-AP011B-EN-P, Rockwell Automation Marzo 2014, disponible en:

http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/ap/pflex-ap011_-en-p.pdf

 

 

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