variadores de frecuencia_Mesa de trabajo 1

Variadores de Frecuencia

Variadores de Frecuencia

10 Beneficios de migrar los PowerFlex 700 a PowerFlex 753

Posted by Eduardo Suárez on 02/11/2018 04:43:33 PM

Los variadores de frecuencia PowerFlex 753 forman parte de la familia PowerFlex 750, los cuales son variadores para gran cantidad de aplicaciones: desde par variable a par constante, control de torque, velocidad o posicionamiento, en el caso del PowerFlex 755 posee hasta la capacidad de trabajar en ambiente Motion.

 

PowerFlex 753 frame 2

Figura 1. PowerFlex 753 frame 2 [3]

Los variadores PowerFlex 700 están en un período activo-maduro, se espera su salida del mercado alrededor del año 2022, los PowerFlex 700 superiores a 250 Hp está fuera del mercado desde abril 2017.

Para las migraciones de este modelo es recomendable revisar la Publicación PFLEX-AP0005 Migration Guide: PowerFlex 700 Drives to PowerFlex 750 Drives de Rockwell Automation.

Un detalle  importante por considerar en la migración es que si el variador PowerFlex 700 está integrado en una red industrial (DeviceNet, EtherNet/IP, ControlNet, etc) el cambio implicará mapear el nuevo variador en el controlador.

Nota: En caso que el controlador del proyecto trabaje con palabras de 16 bits será necesario considerar una lógica que divida las palabras de los PowerFlex 750 que trabajan a 32 bits para lo cual se recomienda consultar la nota técnica 64602 del knowlegdebase PowerFlex 750-Series: Using 20-750-xxxx COMM Cards or Embedded Ethernet with 16-bit Controllers

 

Otros modelos obsoletos o en periodos en obsolescencia a los cuales se recomienda migrar a un PowerFlex 750 son los siguientes:

 

A continuación analizaremos los 10 principales beneficios de migrar su base instalada de PowerFlex 700 a PowerFlex 753:

Nota: En el blog cuando se nombre PowerFlex 750: implica PowerFlex 753 y PowerFlex 755.

 

1. Configuración Automática del Dispositivo

En el Studio 5000 a los PowerFlex 750 se les puede habilitar la función Configuración Automática del Dispositivo, la cual permite:

  1. Ante la sustitución del variador el controlador sea capaz de configurarlo de manera automática.
  2. Si un tercero modifica alguna modificación desde el display del variador, después de un ciclo de potencia (apagado/encendido) se autoconfigure.

Para que el ADC se logre realizar se requiere que el variador posea la misma revisión de firmware y la dirección IP asignada. Lo anterior se puede hacer de manera automática si se habilita el Firmware Supervisor en el Controlador Logix y se programa la función de servidor de DHCP en un Switch Administrable (Stratix 5700 o superior).

Para mayor información y los requisitos del ADC revise la nota técnica #504187 Optimize PowerFlex Drive Management with Automatic Device Configuration de la base de conocimiento (knowledgebase) de Rockwell Automation. Para el caso del PowerFlex 753 se requiere el módulo 20-750-ENETR.

En la siguiente imagen se muestra dónde se habilita el ADC para un PowerFlex 753 en el Studio 5000:

Habilitación del ADC en el Studio 5000-1

Figura 1. Habilitación del ADC en el Studio 5000.

 

Una ventaja adicional con los PowerFlex 750 son la cantidad de datalinks (16 entrada y 16 salida), el PowerFlex 700 posee 8 entrada y 8 de salida, como se muestra en la siguiente imagen.

 

Cantidad de datalinks disponible en un PowerFlex 700

Figura 2 Cantidad de datalinks disponible en un PowerFlex 700.

 

2.  Arquitectura basada en módulos opcionales.

Los PowerFlex 755 (frames 2-8) poseen los puertos DPI del 04 al 08 para adicionar módulos opcionales. En el caso de los PowerFlex 753 (frames 1-7) y PowerFlex 755 frame 1 están disponibles solamente los puertos DPI 4, 5 y 6, es decir, no existen los puertos DPI 7 y 8.

 

Figura 3. Numeración de los puertos para módulos opcionales para PowerFlex 755 frames 2 al 10.

 

Algunos de los módulos opcionales poseen restricciones sobre en qué puerto se deben instalar, para esto consulte la guía de instalación de módulos opcionales Publicación 750-IN002. En la siguiente tabla se muestra un resumen de los principales módulos opcionales a instalar:

Tabla 1. Módulos opcionales PowerFlex 750.

Módulos opcionales PowerFlex 750-6

NOTA: En caso de que en su proyecto requiera Paro Seguro (Safe Torque Off) por medio EtherNet/IP y/o retroalimentación con encóder universal considere el PowerFlex 755 debido a que estos módulos sólo están disponibles para este modelo.

 

Para la lista completa de los accesorios de los PowerFlex 750 consulte la guía de selección de variadores PowerFlex Publicación PFLEX-SG002

3.  Lógica de control embebida: DeviceLogix.

El DeviceLogix es una lógica de control incorporada en los variadores PowerFlex 750 en su puerto DPI número 14. DeviceLogix permite definir el estado de las salidas del dispositivo acorde al estado de las entradas y datalinks (información recibida por puerto de comunicación). En caso de pérdida de potencia con la fuente auxiliar de los PowerFlex 750s la lógica se puede mantener activa, aunque se desconecte la potencia del variador.

 

Figura 4. Editor de bloques DeviceLogix, PowerFlex 753.

La lógica de control se puede programar en bloques o mediante lenguaje escalera. La cantidad máxima de bloques son 225. En la siguiente imagen se muestra un resumen de las funciones y sus categorías.

 

Figura 5. Funciones disponibles en el DeviceLogix [4]

 4. Conformal Coating: estándar en toda la familia PowerFlex 750.

El diseño del variador PowerFlex 753 posee un revestimiento dieléctrico (HumiSeal UV40) en tarjetas de control, llamado Conformal Coating, el cual le permite al variador ser un equipo más robusto ante el ambiente del proceso industrial a donde se instale el mismo. Este revestimiento cumple con las normas IEC 60721 3C2. Esta opción es estándar en los PowerFlex 753 y 755, en el caso del PowerFlex 700 es opcional.

 

Conformal Coating aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 753-1

Figura 6. Conformal Coating aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 753. [6]

Adicionalmente los PowerFlex 750 están disponibles en IP54, NEMA/UL Tipo 12, lo cual no estaba disponible en los PowerFlex 700.

 

5.  Diagnósticos Predictivos PowerFlex 753

Los variadores PowerFlex 753 y 755 poseen diagnósticos predictivos con el fin de evitar paros indeseados en nuestras aplicaciones, el objetivo es que aumentar la productividad de nuestros procesos con indicadores que nos permitan realizar mantenimientos calendarizados, evitando así que nuestro proceso se detenga en momentos que requerimos producir.

Los diagnósticos predictivos están enfocados en ventiladores, salidas de relés, horas de operación máquina y motor-1

Figura 7. Los diagnósticos predictivos están enfocados en ventiladores, salidas de relés, horas de operación máquina y motor [7]

 

Los diagnósticos predictivos de los variadores PowerFlex 750 se pueden clasificar de la siguiente manera:

Tabla 2. Clasificación de los diagnósticos Predictivos PowerFlex 750 [7]

Clasificación de los diagnósticos Predictivos PowerFlex 750-1


En la siguiente tabla, en la última columna se muestran las variables de entrada, es decir los parámetros que debemos configurar en el variador para que la estimación sea lo más acertada posible.

Tabla 3. Diágnosticos Predictivos incluídos en los variadores PowerFlex 750. [7]

Diágnosticos Predictivos incluídos en los variadores PowerFlex 750-1


En la siguiente figura se muestra el grupo de parámetros relacionados a los diagnósticos predictivos en un PowerFlex 753.

Grupo de parámetros de Diagnósticos Predictivos PowerFlex 750

Figura 8. Grupo de parámetros de Diagnósticos Predictivos PowerFlex 750 [7]

 

El desarrollo de proyectos en Motion se considera en aplicaciones donde el sincronismo entre diversos ejes es primordial, para lo cual se define un controlador Logix como maestro, quien posee el reloj, con el cuál se sincronizará cada eje. El PowerFlex 755 posee la capacidad de trabajar en este ambiente, lo cual le permitirá poder cubrir mayor cantidad de aplicaciones con un solo modelo. Como se muestra en la siguiente figura.

Para más información sobre el PowerFlex 755 en ambiente Motion considere la siguiente publicación: MOTION-UM003 Integrated Motion on the EtherNet/IP Network: Configuration and Startup

 

Interfaz de configuración del PowerFlex 755 en ambiente Motion en el RsLogix

Figura 9. Interfaz de configuración del PowerFlex 755 en ambiente Motion en el RsLogix [8]

 

7.  Soluciones avanzadas de Safety.

Los PowerFlex 700 no poseen ninguna solución a nivel de Safety. Los PowerFlex 750 ofrecen las siguientes soluciones disponibles:

7.1 Desconexión del Par Seguro (Safe Torque Off- STO):

Garantiza la no presencia de par en el eje para realizar un ajuste mecánico en la aplicación.

 

Desactivación del par Seguro PowerFlex 750

Figura 10. Desactivación del par Seguro PowerFlex 750. [8]

 

En caso de requerir la solución de Desactivación de Par Seguro (STO) en un PowerFlex 700 es necesario considerar la solución no integrada, la cual implica adicionar dos contactores de seguridad uno aguas arriba del variador y el otro aguas abajo, lo cual incrementa el espacio consumido en gabinete.

 

Soluciones de Safe Torque off mediante cableado

Figura 11. Soluciones de Safe Torque off mediante cableado. [8]

La solución integrada con relé seguridad cableado en los PowerFlex 750 se lograr con el módulo 20-750-S. En el caso de los PowerFlex 755 son capaces de realizar el Paro Seguro mediante EtherNet/IP con el protocolo CIP Safety con un Controlador GuardLogix, mediante el módulo 20-750-S3.

Ambos módulos le permiten alcanzar hasta un nivel SIL CL3, Performance Level Ple, CAT3.

 

7.2 Monitoreo velocidad segura (20-750-S1)

Esta es la solución más avanzada de Safety de los variadores PowerFlex, la cual el variador requiere tener encóder, entre las funciones incluidas están:

  • Desconexión del Par Seguro
  • Paro Categoría 1,2 y 3
  • Velocidad limitada segura
  • Monitoreo a Velocidad Cero
  • Sentido de giro seguro
  • Control y monitoreo de puertas
  • Switch habilitador
  • Aceleración máxima segura
  • Velocidad máxima Segura

 

Un ejemplo donde se puede utilizar esta aplicación es un área delimitada, a la cual al ingresar a la misma es necesario que el variador esté por debajo de una velocidad límite. Si es deseado se puede habilitar un Switch de Enable como el mostrado en la siguiente imagen para que el operario confirme no hay ningún accidente o riesgo en el área de trabajo.

 

Módulo Safe Speed Monitor 20-750-S1

Figura 12. Módulo Safe Speed Monitor 20-750-S1 [8]

El módulo de monitoreo de velocidad segura posee la capacidad de trabajar con los siguientes accesorios:

  • Hasta dos encoder
  • Switch Habilitador
  • Control y monitoreo de puerta
  • Selector para entrar en modo velocidad límite segura

 

Accesorios disponibles para Safe Speed Monitor 20-750-S1

Figura 13. Accesorios disponibles para Safe Speed Monitor 20-750-S1 [8]

 

Adicionalmente el módulo posee la capacidad de coordinadar su funcionamiento con otros módulos que monitoreen otros motores. Esta solución le permite alcanzar hasta un nivel SIL CL3, PLe y Categoría 4. Para más información sobre este módulo consulte la Publicación 750-RM001 PowerFlex 750 Safe Speed Monitor Option Module, Reference Manual de Rockwell Automation.

 

7.3 Módulo de ATEX (20-750-ATEX):

Este módulo le permite monitoreo certificado ATEX de la temperatura de motores en ambientes explosivos. Cabe resaltar que como se muestra en la siguiente imagen el variador debe ser instalado en un ambiente no explosivo.

 

Módulo ATEX PowerFlex 750

Figura 14. Módulo ATEX PowerFlex 750. [2]

 
Los requesitos de esta solución se encuentran son los siguientes:
  1. Motor que cumpla con ATEX directiva 94/9/EC (debe estar marcado en placa del motor).
  2. Señal de sobretemperatura: con contacto NC térmico o PTC
  3. Los motores con capacidad de ATEX Grupo II, Categoría 2 para uso en ambiente con gas (categoría 2G) deberán ser a prueba de flamas.
  4. Los motores con capacidad de ATEX Grupo II, Categoría 2 para uso en ambiente con polvo (categoría 2D) deberá poseer enclosure de protección acorde a EN 50281-1-1 or IEC 61241-1: Ex tD).
  5. El variador se debe instalar el ambiente no explosivo.
  6. El variador PF750 debe poseer módulo de entradas y salidas serie 11.

 

Este módulo le permite alcanzar un nivel SIL1, satisface los requesitos para Grupo II, Categoría 2, aplicaciones (GD) con motores aprobados con ATEX.

Para más información del módulo de Atex consulte la Publicación 750-UM003 PowerFlex 750 ATEX Option Module de Rockwell Automation.

8.  Disponibilidad precio.

Los PowerFlex 753 poseen mejor disponibilidad y precio que los PowerFlex 700, con mayores beneficios. Para consultar la disponibilidad escríbanos a nuestro chat en línea o al correo mercadeo@elvatron.com

 

9.  Rango extendido de potencia.

Los PowerFlex 700 estaban disponibles hasta 700 Hp, por su parte el PowerFlex 753 está disponible de 1 Hp hasta 400 Hp y el PowerFlex 755 de 1 Hp a 2000 Hp.

De 400 Hp a 2000 Hp estos tamaños son equipos autosoportados, como se muestra en la siguiente figura. El frame 9 posee dos inversores (dos columnas) en paralelo, por su parte el 10 posee tres inversores (tres columnas) en paralelo. Por tanto, para aplicaciones superiores a 400 Hp se deberá considerar el PowerFlex 755 (High Power) frames 8 al 10.

 

PowerFlex 755 Frames 8,9,10-1

Figura 15.PowerFlex 755 Frames 8,9,10 [6]

 

Los PowerFlex 755 frame 8, se puede cotizar con una sección adicional la cual puede incluir:

  1. Breaker principal o desconectador con fusibles.
  2. Contactor de entrada o salida.
  3. Reactor de línea o salida.

Conozca más el PowerFlex 755 High Power observando el siguiente video:

 

 

Para más información consulte la Guía de Selección de Variadores PowerFlex Publicación PFLEX-SG002

10.  Comparación de tamaños.

En la mayoría de potencias el PowerFlex 753 posee mejores dimensiones que el PowerFlex 700, para confimar caso a caso revise la sección llamada Dimmensions de la Publicación PFLEX-AP0005 Migration Guide: PowerFlex 700 Drives to PowerFlex 750 Drives de Rockwell Automation.

 

¿Dónde puedo obtener más información técnica del PowerFlex 750?

Para más información sobre los beneficios de los variadores PowerFlex 750 puede consultar los siguientes enlaces:

¡Escríbamos a mercadeo@elvatron.com!

 

 

 

Bibliografía.

[1] PowerFlex 750 Reference Manual, Publicación 750-RM002, Rockwell Automation, Febraury 2016, disponible en:

https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/rm/750-rm002_-en-p.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] Instrucciones de Instalación, PowerFlex 750, Publicación 750-IN001, agosto 2013, disponible en

https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/in/750-in001_-es-p.pdf

[4] Manual de programación PowerFlex 750, Publicación 750-PM001, febrero 2017, disponible en

https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/pm/750-pm001_-es-p.pdf

[5] Reference Manual: Rockwell Automation Library of Process Objects: PowerFlex 753 Variable Frequency Drives (P_PF753) Versión 3.5, Rockwell Automation, febrero 2017, disponible en: https://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/rm/syslib-rm044_-en-p.pdf

[6] PowerFlex 750 Review (PowerPoint), Rockwell Automation 2012, Milwaukee.

[7] PowerFlex 750 – Predictive Maintenance (PowerPoint), Rockwell Automation 2016, Milwaukee, Seismic.

[8] Safety Speed Technology- (PowerPoint), Rockwell Automation 2008, Milwaukee

 

Desea una cotización o visita? Nuestros asesores con gusto le ayudarán.

Desea una cotización o visita? Nuestros asesores con gusto le ayudarán.