Arrancadores de estado sólido (página 3)

?? Tensión de operación máxima: 600 Vc.a., 250Vc.c., 3F, 4H

?? Barras principales: Cobre

?? Corriente en barras principales: 1200, 1600, 2000, 3200 y 4000 A

?? Frecuencia: 60 Hz.

?? Tipo de interruptores principales: ND6 e interruptores SBA

?? Tipo de interruptores derivados: ED6, FXD6, JXD6, LXD6, LMXD y ND6

?? Corriente en derivados: 15 a 1200 A

?? Esfuerzo mecánico al cortocircuito: 42 KA IR máximo

?? Barra de neutro: Cobre al 50%

?? Barra de tierra: Cobre

?? Clase de protección: IP40 (Servicio interior)

TABLERO DE CONTROL DE MOTORES

FIGURA 41- Tablero IP Principal.

Características:

?? Tensión de servicio: 600 V C.A.

?? 3 F, 3H

?? Barras horizontales: Cobre sin platear

?? Corriente en barras horizontales: 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 2000

?? Barras verticales: Cobre sin platear

?? Corriente en barras verticales: 400 A

?? Frecuencia: 60 Hz.

?? Tensión de control: 110, 220, 440V

?? Barra de tierra: Cobre sin platear

?? Resistencia mecánica al corto circuito: 25 KA IR máximo

?? Clases de protección: IP40 (Servicio interior)

?? IP50 (Servicio a prueba de polvo)

FIGURA 42- Centro de Control de Motores

Lógica del PLC (Regulador Lógico Programable)

El Autómata Industrial Programable (API) o Programable Logic Controller (PLC), es un equipo electrónico, programable en lenguaje no informático, diseñado para controlar en tiempo real y en ambiente de tipo industrial, procesos secuenciales.

Trabaja en base a la información recibida por los captadores y el programa lógico interno, actuando sobre los accionadores de la instalación.

Funciones básicas:

?? Detección. Lectura de la señal de los captadores distribuidos por el sistema de fabricación.

?? Mando. Elaborar y enviar las acciones al sistema mediante los accionadores y preaccionadores.

?? Diálogo hombre máquina. Mantener un diálogo con los operarios de producción, obedeciendo sus consignas e informando del estado del proceso.

?? Programación. Para introducir, elaborar y cambiar el programa de aplicación del autómata. El dialogo de programación debe permitir modificar el programa incluso con el autómata controlando la maquina.

FIGURA 43- Vista interna del PLC.

PROGRAMACION A TRAVÉS DEL PANEL DE CONTROL

El driver ABB usado en el sistema de control de los arrancadores suaves. Se adecuan de acuerdo a la especificación del trabajo con la tecnología de punta, estos son capases de programarse solos la primera vez que se efectúa la prueba de marcha del driver. En este caso los 5 drivers de los cuales pertenece uno a cada motor se conectan para un arranque paralelo de forma que comience su funcionamiento y el momento e sacar uno del sistema se pueda hacer.

La programación de los autómatas en el driver de los arrancadores, se realizar empleando la interfaz interactiva fácil del panel de control digital básico de este cambiándole los parámetros a los configurados por el fabricante. A la hora de comprar el dispositivo de control. Si para el fin de control que necesitamos utilizar nuestro driver no va de acuerdo con los parámetros del fabricante se puede reprogramar los puertos o monitorear un proceso, este programa de computadora es DriveAP (Drive Parameter Manager) es una herramienta que permite crear, editar y copiar conjuntos de parámetros para FlashDrop. Donde el usuario puede ocultar cada parámetro o grupo de parámetros, lo que significa que el usuario no podrá verlos. Lo que significa que solo se ejecuta los comandos en el menú básico en la parte frontal de driver.

FIGURA 44- Programa de Monitoreo

La interfaz del programa tipo, diagrama de bloques que permite una utilización más fácil.

REPRESENTACION DE LOS INSTRUMENTOS PANEL DE CONTROL

Utilice un panel de control para controlar el convertidor, para leer datos de estado y para ajustar parámetros. El convertidor de frecuencia funciona con cualquiera de los dos tipos de panel de control.

?? Panel de control básico. Proporciona herramientas básicas para la entrada manual de valores de parámetros.

?? Panel de Control Asistente. Incluye asistentes pre-programados para automatizar las configuraciones de parámetros más comunes. El panel ofrece soporte para idiomas. Está disponible con distintos conjuntos de idiomas.

FIGURA 45- Panel de control asistente

El Panel de control asistente cuenta con:

1. Panel de control alfanumérico con una pantalla LCD

2. Selección de idioma para la pantalla

3. Asistente de puesta en marcha para facilitar la puesta inicial de marcha del convertidor

4. Función de copia. Los parámetros pueden copiarse en la memoria del panel de control para una transferencia posterior a otros convertidores, o para la copia de seguridad de un sistema concreto.

5. Ayuda sensible al contexto

6. Reloj de tiempo real.

MANEJO DE LOS PANELES DE CONTROL

El panel de control se maneja mediante menús y teclas. Las teclas incluyen dos teclas multifunción sensibles al contexto, cuya función actual se indica mediante el texto mostrado en la pantalla encima de cada tecla.

FIGURA 46: Pantalla del driver en LCD.

Normalmente, la tecla multifunción derecha permite entrar en un modo, aceptar una opción o guardar los cambios. La tecla multifunción izquierda suele utilizarse para cancelar los cambios efectuados y volver al nivel anterior de funcionamiento. El Panel de control asistente tiene nueve modos de panel: Salida, Parámetros, Asistentes, Parámetros modificados, Registrador de fallos, Fecha y Hora, Copia de seguridad de parámetros, Ajustes de E/S y Fallo. Cuando se produce un fallo o una alarma, el panel pasa automáticamente al modo de Fallo y muestra el fallo o la alarma. Puede restaurarlo en modo de Salida o Fallo. Inicialmente el panel se encuentra en modo de Salida, en el cual es posible efectuar la puesta en marcha y paro, cambiar la dirección, cambiar entre control remoto y local, modificar el valor de referencia y monitorizar hasta tres valores actuales. Para llevar a cabo otras tareas, primero se mira el Menú principal y selecciona el modo apropiado en el menú.

Programación empleando la interfaz del driver

Antes de hacer la programación de los parámetros con el panel de control básico del driver panel digital montado en la parte frontal de driver. Se procede hacer la prueba de auto programación o prueba de servicio, prueba que se realiza para que el autómata tome los parámetros del motor mediante magnetización en valores de vacio.

Figura 47: Panel de control asistente.

En el primer paso se energiza el driver en este caso 480 V luego se procede a la ejecución del asistente para arrancar de forma auto programado o la que viene de fábrica por la ABB. En la programación manual se posee de un asistente donde se le añaden los parámetros de voltajes nominales, velocidad del motor, corriente nominal, todo el asistente esta en idioma ingles. Se presiona la tecla de menú en el panel básico de esta forma se vera la palabra menú en el LCD del control básico luego se selecciona los parámetros a cambiar presionando la tecla de selección y después se selecciona con los botones subida y bajada hasta tener los parámetros adecuados luego se mantiene presionada la tecla de selección para memorizar el valor. De esta manera se guardan los datos que se encuentra en la placa del motor (voltaje, factor de potencia, corriente, rpm, Kw y Hz). Después de estos pasos se guardan para el arranque donde después de colocar el tiempo de aceleración que va de 0 -1800 segundos.

Después de La prueba finalizada. No obstante, en este punto quizá sea útil ajustar los parámetros requeridos por la aplicación y guardar los ajustes como un conjunto de parámetros de usuario del modo indicado. Se procede a comprobar que el estado del convertidor de frecuencia sea el correcto.

En el panel de control básico se cerciora que no existan fallos o alarmas en pantalla (FIGURA-39). Si desea comprobar los LED en la parte frontal del convertidor de frecuencia, cambie primero a control remoto (si no, se generará un fallo) antes de retirar el panel y verificar que el LED rojo no está iluminado y el LED verde está iluminado pero no parpadea.

En el panel de control asistente compruebe que no existan fallos, alarmas en pantalla y que el LED del panel esté iluminado en verde y no parpadee.

AJUSTES DE LA ENTRADA DEL AUTOMATA

Definición de las entradas a utilizar del autómata en el Driver.

1. Arranque.

Se conecta la entrada digital ED1. Activa o desactiva el funcionamiento del driver Panel de control asistente: La flecha empieza a girar en la pantalla LCD

(FIGURA 46). Hasta que se alcanza el punto máximo de velocidad, la flecha es de tipo punteado.

Panel de control básico: El texto FWD empieza a destellar rápidamente y se detiene después regule la frecuencia de salida del convertidor ajustando la tensión de la entrada analógica EA1. En este caso es constante donde se coloca en un valor fijo al momento de instalar el equipo o regulada para cualquier inconveniente porque solo se programara el tiempo de aceleración de las bombas.

2. Programación de partida.

Este grupo define los datos de partida especiales necesarios para:

?? Configurar el convertidor

?? Introducir información del motor

Selecciona el modo de control del motor.

Vector velocidad: Modo de control vectorial sin sensor.

?? La referencia 1 es la referencia de velocidad en rpm.

?? La referencia 2 es la referencia de velocidad en % (100% es la velocidad máxima absoluta).

Vector par:

?? La referencia 1 es la referencia de velocidad en rpm.

?? La referencia 2 es la referencia de par en % (100% es el par nominal.) Escalar frecuencia: Modo de control escalar.

?? La referencia 1 es la referencia de frecuencia en Hz.

?? La referencia 2 es la referencia de frecuencia en % (100% es la frecuencia máxima absoluta).

3. Macro de aplicación.

Selecciona una macro de aplicación. Las macros de aplicación editan automáticamente parámetros para configurar el ACS550 (Driver) para una aplicación determinada.

Permiten salvar dos series de parámetros distintas en la memoria permanente del convertidor para su uso posterior. Cada serie consta de ajustes de parámetros, incluyendo los datos de partida, y los resultados de la marcha de identificación del motor.

Programación guiada del panel de control

El Asistente para la puesta en marcha le guía por las tareas de ajuste, empezando por el ajuste del motor. Ajuste los datos del motor exactamente al mismo valor que la placa de características del motor. Luego se desplaza hasta el valor de parámetro requerido con las teclas y pulse para aceptar y continuar con el Asistente para el arranque o puesta en marcha.

FIGURA 48- Vista al ejecutar el asistente

En cualquier momento, si pulsa, salir (Exit) se detiene el proceso de adquisición de datos y la pantalla pasa a modo de Salida. Tras completar una tarea de ajuste, el Asistente sugiere la siguiente función.

1. Guardado de datos o parámetros.

Después de la prueba de arranque en el paso anterior. No obstante, en este punto quizá sea útil ajustar los parámetros requeridos por la aplicación y guardar los ajustes como un conjunto de parámetros de usuario del modo indicado. Después de efectuar el ajuste en su totalidad, se comprueba que no existan fallos o alarmas en pantalla y que el LED del panel esté iluminado en verde y no parpadee sino se presenta alguna dificultad en la programación anterior.

2. Series de parámetros de usuario.

Además de las macros de aplicación estándar, es posible guardar dos series de parámetros de usuario en la memoria permanente y cargarlas con posterioridad. Una serie de parámetros de usuario consta de los ajustes de parámetros de usuario, incluyendo datos de partida, y los resultados de la identificación del motor. La referencia del panel también se guarda si la serie de parámetros de usuario se guarda y se carga en control local.

Los pasos siguientes muestran cómo guardar y cargar la Serie de parámetros de usuario. El procedimiento para la Serie de parámetros de usuario 2 es idéntico, tan sólo son distintos los valores del parámetro.

Para guardar la Serie de parámetros de usuario 1:

?? Ajuste los parámetros. Realice la identificación del motor si lo requiere la aplicación pero no lo ha hecho aún.

?? Guarde los ajustes de parámetros y los resultados de la identificación del motor en la memoria permanente cambiando el parámetro.

?? Pulse (Panel de control asistente) o (Panel de control básico). Para cargar la Serie de parámetros de usuario 1:

?? Cambie el parámetro.

?? Pulse (Panel de control asistente) o (Panel de control básico) para cargar.

La serie de parámetros de usuario también puede conmutarse con entradas digitales.

3. Modo de Copia de seguridad de parámetros.

El modo de Copia de seguridad de parámetros sirve para exportar parámetros de un convertidor a otro o para efectuar una copia de seguridad de los parámetros del convertidor. La carga en el panel guarda todos los parámetros del convertidor, incluyendo hasta dos conjuntos de usuario, en el Panel de control asistente.

FIGURA 49- Vista del panel de control asistente.

La memoria del Panel de control es permanente y no depende de la pila del panel. En el modo de Copia de seguridad de parámetros, puede. Copiar todos los parámetros del convertidor al panel de control (cargar a panel). Esto incluye todas las series de parámetros definidas por el usuario y parámetros internos (no ajustables por el usuario) como los creados por la prueba de identificación del motor.

?? Ver la información acerca de la copia de seguridad guardada en el panel de control con cargar a panel de control.

?? Restaurar toda la serie de parámetros del panel de control al convertidor. Esto escribe todos los parámetros, incluyendo los parámetros del motor internos no ajustables por el usuario, en el convertidor.

?? No incluye las series de parámetros de usuario. Utilice esta función solamente para restaurar un convertidor desde una copia de seguridad, o para transferir parámetros a sistemas que sean idénticos al sistema original.

?? Copiar una serie parcial de parámetros (parte de la serie completa) del panel de control a un convertidor incluye las series de usuario, los parámetros internos del motor.

?? Los convertidores de origen y destino y sus tamaños de motor no tienen que ser iguales.

?? Copiar parámetros de usuario del panel de control al convertidor.

?? La función sólo se muestra en el menú cuando la Serie de usuario 1 se ha guardado con el parámetro.

?? Efectuar la puesta en marcha y el paro, modificar la dirección y cambiar entre control local y remoto.

4. Modo de Registrador de fallos.

En el modo de Registrador de fallos, puede:

?? Ver el historial de fallos del convertidor con un máximo de diez fallos (tras una desconexión, sólo se guardan en memoria los tres últimos fallos).

?? Ver los detalles de los tres últimos fallos (tras una desconexión, sólo se guardan en memoria los detalles del fallo más reciente).

?? Leer el texto de ayuda para el fallo.

?? Efectuar la puesta en marcha y el paro, modificar la dirección y cambiar entre control local y remoto.

Programación a través de interfaz por PC

El DriveAP es un instrumento de programación especial para crear, documento, revisión y transmisión de programas adaptables. Solo en situaciones donde el uso del driver sea espacial donde la programación prediseñada no sea la adecuada para el funcionamiento completo del sistema a monitorear. El programa puede ser hecho con el panel de control estándar o con DriveAP ofrece un claro y fácil modo de desarrollar, probar documento programas con función de función y su conexión sencilla.

FIGURA 50- Driver ABB

Las habilidades requeridas son Básico conocimiento sobre programa de bloque de manera convencional, el usuario puede controlar la operación del driver por parámetros.

El parámetro tiene un juego fijo de opciones. Los parámetros hacen que el programar sea fácil, pero las opciones son limitadas. No se puede personalizar la operación cualquiera remotamente.

CONSTRUCCIÓN DEL PROGRAMA

El tamaño máximo del Programa Adaptable es 15 bloques de función. El programa puede consista en varias funciones separadas.

?? El programa es construido por función de bloques.

?? El panel de control es el instrumento de programa.

El usuario puede documentar el programa por dibujos sobre la plantilla de diagrama de bloque. El programador conecta un bloque de función a otros bloques de función por una línea los juegos de bloques también son usados para la lectura de valores del uso del driver. Cada bloque consiste en cinco parámetros.

FIGURA 51- Ejemplo de diagrama de de bloques para un programa

CONEXIÓN DEL PROGRAMA PARA EL USO CON EL DRIVER

La salida de la computadora en serial tiene que ser conectada al programa. Para aquel objetivo el usuario necesita dos parámetros:

?? Un parámetro de conexión.

?? Un parámetro de selección de la fuente o indicador. El gráfico a continuación muestra el principio de conexión.

FIGURA 52- Principio de conexión en la programación.

CONTROL DE EJECUCIÓN DEL PROGRAMA

El Programa ejecuta los bloques de función en la orden numérico, todos los bloques sobre el mismo nivel de tiempo. Esto no puede ser cambiado por el usuario. Pero el usuario puede:

?? Seleccionar el modo de operación del programa (parada, principio, corrigiendo)

?? Ajustar la ejecución el nivel de tiempo del programa

?? Suprimir o agregar bloques.

BLOQUES DE FUNCIÓN

El empleo de entrada I1 es obligatorio. Las entradas I2, I3, etc. es voluntario para la mayor parte de bloques. Como regla general, una entrada no relacionada no afecta la salida del bloque.

Los bloques usan formatos de entrada: Número entero, texto.

El formato usado varía según el bloque de acontecimiento.

El bloque lee el valor seleccionado en como un número entero.

El parámetro seleccionado como una entrada debería ser un verdadero o el valor de número entero. Si el valor no está en el formato de número entero por ausencia, el bloque lo convierte.

Modo de revisión. El valor es invertido si hay un menos (-) firman el registro el campo de inversión.

El bit del campo de selección no es eficaz para un número entero o la entrada de tipo de cuerda.

Ejemplo de funciones:

ABS Función aritmética. La salida es el valor absoluto de entrada I1

multiplicada por I2 y dividida por I3.

ADD Función aritmética. La salida es la suma de las entradas.

AND Función lógica. La salida es verdadera si todas las entradas conectadas son verdaderas. Si no la salida es falsa.

FIGURA 53- Ejemplo de bloques de funciones.

FIGURA 54- Tabla de la verdad en la programación con funciones lógicas.

BITWISE función aritmética donde compara.

FIGURA 55- Tabla de la verdad de funciones aritméticas

De este modo se tienen todas las funciones aritméticas donde se puede dividir restar, sumar las entradas. Utilizando el tipo de funciones aritméticas se controlan las salidas en forma de interruptores ya sea por comparación igualación etc. De esta forma se pueden controlar las entradas del PLC.

FIGURA 56- Ejemplo de una función para controlas las entradas del PLC.

FIGURA 57- Cambio de los parámetros

de la programación de la memoria donde se cambian los valores y se introducen las entradas variables, instrucciones.

En la FIGURA 58, se muestra un ejemplo del programa terminado de la programación del

PLC interno del driver. Donde su programación cambia de pendiendo del uso afín del driver.

FIGURA 58- Imagen de un programa terminado.

ADAPTADORES PARA EL USO EN LA PROGRAMACION

FIGURA 59- Imagen de

adaptador para computadora personal en el uso del driver ABB.

Cotización de los artículos

Fabricantes: Motorola, Televes, Fairchild.

EVALUACION ACTUAL DE LA OBRA

Inversión de la obra B/. 92000

Tiempo de recuperación 4.6 años

Tasa interna de recuperación (TIR) = 3.00% anu

Tasa interna de descuento: 20%

Valor actual neto e la obra (VAN) = B/. 32187.76

Relación beneficio costo (BC) = 0.3498

Rentable si/no: Sí, es rentable

PARTICIPACIÓN DE LOS INTEGRANTES EN EL PROYECTO

Retirada

Reglas del Grupo:

?? Se tomará la participación de los miembros del grupo en porcentajes, llegando así a un porcentaje final.

?? Se trabajará en comitivas las cuales serán supervisadas por superiores.

?? Toda persona perteneciente al grupo que no realice trabajos será llevado a votación por la junta directiva para si será o no sacado del grupo.

?? Cada persona es responsable de su calificación final, los superiores no se harán responsables del interés que le tengan los miembros del grupo al proyecto.

Conclusiones

Hoy en día, el principal reto de la industria del agua es mejorar la calidad, la productividad y reducir al mismo tiempo los costes de mantenimiento, reparación y funcionamiento.

Dada la creciente demanda de agua limpia, muchas veces los usuarios finales, los fabricantes de equipos y los mayoristas tienen dificultades en estar a la última.

Una solución inteligente es mejorar el control. Las empresas a menudo creen que la solución estriba en invertir en nueva tecnología. Pero la respuesta no está en aumentar la tecnología sino en tener más control sobre la tecnología de la que se dispone.

Un sistema de bombeo es un conjunto de instalaciones y equipos que trabajan juntos en una correlación que debe ser técnicamente precisa para poder garantizar un servicio hidráulico seguro y eficiente.

Cuatro maneras de triunfar con los Controles de Bombas son:

?? Reducir el consumo de energía

?? Eliminar el golpe de ariete

?? Mejorar la precisión de la medición de presión: las ineficiencias en el control de la presión generan una disminución del tiempo efectivo de trabajo e interrupciones en el suministro. Así por ejemplo, si no se suministra la cantidad correcta de agua en el momento en el que las personas realizan sus quehaceres las relaciones con el cliente pueden verse afectadas.

?? Reducir los costes de mantenimiento, reparación y funcionamiento: la forma más cara de mantenimiento es cuando hay que reparar una bomba que no funciona. Es mucho más rentable prevenir los fallos mediante la utilización de Controles de Bombas que reducen considerablemente el tiempo improductivo del equipo y los costes de energía.

Gracias a este proyecto logramos aplicar de una manera práctica conocimientos adquiridos en clase. En este informe quisimos exponer de la manera más sencilla pero eficiente los diferentes pasos y estudios que se deben realizar al diseñar un proyecto de esta magnitud. Es bueno mencionar que nuestro plan es costoso, pero eficiente y de realizarse la inversión se recuperaría en poco tiempo.

Bibliografía

Apuntes Obtenidos en Clase

La Internet:

?? Arrancadores de Estado Sólido SIRIUS

. Última actualización: Diciembre de 2004

?? Gonzalo Casaravilla. Arrancadores de Estado Sólido, Armónicos y Compensación de Reactiva: Solución de Compromiso de un Caso Real http://ieeexplore.ieee.org/iel5/9907/4472103/04472115.pdf?isnumber=4472103&prod

=JNL&arnumber=4472115&arSt=212&ared=218&arAuthor=Casaravilla%2C+Gonza lo. Última actualización: 3 de mayo de 2006

?? Danfoss. http://www.processperu.com/brochures/danfoss/controlesbombas.pdf

?? Soluciones. http://www.mecanicaindustrial.com.mx/soluciones.htm. Última actualización: 25 de junio de 2005

Autor:

Aníbal Montilla

Karina Martínez

Universidad Tecnológica de Panamá

Junio 2008