variadores de frecuencia_Mesa de trabajo 1

Variadores de Frecuencia

Variadores de Frecuencia

Beneficios de variadores PowerFlex 525

Posted by Eduardo Suárez on 18/07/2018 05:21:39 PM

Los variadores PowerFlex 525 son una solución muy versátil para muchas de las aplicaciones que usted posee en su empresa. Este variador es apto para el control de velocidad y posicionamiento básico. Los modos de control disponibles se encuentran:

  • Volts por Hertz
  • Control vectorial sin sensores
  • Control vectorial de velocidad con lazo cerrado.

Lo anterior le permite trabajar en las muchas aplicaciones, como por ejemplo:

  • Bandas transportadoras.
  • Ventiladores, sopladores.
  • Bombas centrifugas, de desplazamiento positivo.
  • Compresores.
  • Mezcladores, agitadores.
  • Dosificadores.
  • Entre otras.

Figura 1. Variadores PowerFlex 525 [3]

 

Figura 1. Variadores PowerFlex 525 [3]

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.

Figura 2. Módulo opcional de encoder PowerFlex 525 [3]

 

Figura 2. Módulo opcional de encoder PowerFlex 525 [3]

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.

Figura 3. Conformal Coating Aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 525.

 

Figura 3. Conformal Coating Aplicado a las tarjetas de control PowerFlex 525

¿En qué rangos de potencia y tensiones puedo obtener el PowerFlex 525?

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

¿Qué beneficios representa su diseño modular?

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

Figura 4. Diseño modular Variador PowerFlex 525 [3]

 

Figura 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. Adicionalmente como se explicará a continuación, este variador mediante el puerto USB se puede programar sin necesidad de alimentar la potencia, esto permite en los casos cuando se esté reemplazando un variador existente se pueda ir programando el módulo de control mientras simultáneamente se instala el módulo de potencia.

El módulo de control posee incorporado las siguientes partes y funcionalidades:

Tabla 1. Beneficios/funciones de las partes del módulo de control

 Beneficios/funciones de las partes del módulo de control

¿Cuáles beneficios brinda el Puerto USB?

El 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

Figura 5. Puerto USB PowerFlex 525. [3]

 

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

¿Qué beneficios ofrece el PowerFlex 525 mediante su Puerto EtherNet/IP?

Fácil integración en redes EtherNet/IP.

El tiempo de puesta en marcha de los variadores integrados en una red EtherNet/IP se puede reducir significativamente si se trabaja con controlador Logix (CompactLogix, ControlLogix), por las siguientes razones:

  • En un mismo software (Studio 5000) configure el variador y el controlador, esto debido a las interfaces llamadas Add-On Profile. Lo cual le brinda los siguientes beneficios:
    • Reduce la cantidad de posibles errores
    • Se respalda en un solo archivo la configuración del variador y del controlador
    • El utilizar un solo software le permite reducir las horas de entrenamiento.
    • En caso de múltiples aplicaciones similares, genere un variador, utilice la función de “Copy/Paste”.

Figura 6. Interfaz Add On Profile permite programar los variadores PowerFlex en el Studio 5000.

Figura 6. Interfaz Add On Profile permite programar los variadores PowerFlex en el Studio 5000.

  • Los tags (nombre de las variables) se autogeneran, por tanto no es necesario destinar tiempo para generar su descripción, ni tipo de variable (Booleano, entero,etc).

Figura 7. Tags (variables) autogeneradas en el Studio 5000.

Figura 7. Tags (variables) autogeneradas en el Studio 5000.

  • Configuración Automática del Dispositivo (ADC): En el Studio 5000 se 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.

En la siguiente imagen se muestra dónde se habilita el ADC en el Studio 5000:

Figura 8.  Habilitación del ADC en el Studio 5000.

 

Figura 8.  Habilitación del ADC en el Studio 5000.

Nota: Los PowerFlex 523 con 25COMME2P, PowerFlex 753 con 20750ENETR y los PowerFlex 755 también se les puede habilitar la opción de ADC.

Observe un video de cómo se integra un PowerFlex 525 y se le habilita la opción ADC en una red EtherNet/IP con un controlador Logix:

 

 

  • Ingeniería desarrollada para controlador los PowerFlex 525 desde PanelView.

Para reducir el tiempo de configuración de su sistema para controlar un PowerFlex 525 con una PanelView, Rockwell posee desarrolladas plantillas llamadas Faceplates en la Biblioteca de Proceso, en donde se puede obtener:

  • Instrucciones Add-On: Es un bloque de instrucciones el cual posee la programación necesaria a adicionar en la rutina de su controlador Logix para que funcione el Faceplate.
  • Objeto global: Son íconos de diversas aplicaciones mediante el cual desde la PanelView se abre el Faceplate.
  • Faceplate: es una plantilla gráfica desarrollada para poder controlar el variador PowerFlex desde una PanelView.

Figura 9. Instrucción Add-On, objeto global y faceplate para PowerFlex 525 [5]

 

Figura 9. Instrucción Add-On, objeto global y faceplate para PowerFlex 525 [5]

Para mayor información puede consultar el manual de usuario para el Faceplate del PowerFlex 525 que es la publicación SYSLIB-RM048.

Módulos opcionales de red.

En caso de que desee trabajar una red tipo anillo a nivel de dispositivo (DLR: Device Level Ring), el PowerFlex 525 posee como opcional el módulo 25-COMM-E2P, el cual se muestra en la siguiente imagen.

 Red Anillo a Nivel de Disponitivo (DLR)

 

Figura 10. Red Anillo a Nivel de Disponitivo (DLR) [2]

Existen otros módulos opcionales para otros protocolos como: Devicenet, Profibus, BacNet, entre otros.

¿Qué funciones posee incorporado un PowerFlex 525?

El PowerFlex 525 es un variador muy versátil por lo que poseen gran cantidad de las funciones requeridas en sus aplicaciones:

  • Múltiples fuentes de arranque y referencias de velocidad.
  • Sleep- Wake
  • Pérdida de entrada analógica.
  • MOP
  • Frecuencia de purgar.
  • 4 tiempos de aceleración-desaceleración
  • 16 velocidades fijas.
  • Limitador de corriente 1 y 2
  • PIDs
  • Temporizador/contador.
  • PointStop
  • Steplogic velocidad/posición.
  • Saltos por bandas de frecuencia.
  • Ajuste curva V/Hz.
  • Nivel/tiempo de baja carga.
  • Tiempo para Stall (atascamiento en el arranque).
  • Ajuste del regulador de velocidad.
  • Autoborrado de fallas
  • Autoarranque al encedido
  • Deshabilitar reversa
  • Flying Start
  • Habilitar funcionamiento con medio bus.
  • Borrado de listas de fallas.
  • Bloqueo de programa.
  • Modo posicionamiento.
  • Función Home.
  • Velocidad de encontrar “home”
  • Dirección de encontrar “home”
  • Flying Start. (Arranque al vuelo).
  • Entre otros

Lazos PID.

Los variadores PowerFlex 525 poseen incorporados lazos PID para que el variador se autorregule, basado en una señal de retroalimentación, para mantener una variable de proceso en un valor deseado. Para mayor información sobre el PID tipo exclusivo puede consultar nuestro blog Lazo PID PowerFlex 525 sistema presión constante.

Figura 11. Topologías de lazos PID disponibles en variadores PowerFlex 525[1]

 

Figura 11. Topologías de lazos PID disponibles en variadores PowerFlex 525[1]

Desactivación del par Seguro (Safe Torque Off).

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.

La solución actual posee un sistema embebido 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 de la seguridad.

Figura 12. Desactivación del par segura [4]

 

Figura 12. 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 SIL2/PLd

 

Figura 13. Diagrama de control para realizar Paro Seguro SIL2/PLd  [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:

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

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

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