CONTROL INTELIGENTE DE MOTORES
Tabla d de c contenido TTAABBLLAA D DEE C CO ONNTTEENNIIDDO O ____________________________________ ____________________________________________________ ________________ 3
INTRODUCCIÓN ______________________________________ _________________________________________________________ ___________________ 6 ANTES DE COMENZAR LA PRÁCTICA DE LABORATORIO ________________________________________6 ________________________________________6 CONVENCIONES USADAS EN ESTE DOCUMENTO __________________________________________ _____________________________________________7 ___7 COMPONENTES DE HARDWARE _________________________________________ _________________________________________________________8 ________________8 CONEXIÓN DE CADA DISPOSITIVO AL MOTOR Y USO DEL MISMO PARA HACER FUNCIONAR EL MOTOR _____10
CAPÍTULO 1: PROTECCIÓN MEJORADA Y CAPACIDAD AVANZADA DE ALARMA DE UN E1 PLUS USANDO UN RELÉ DE SOBRECARGA ELECTRÓNICO E1 CON EL ADAPTADOR DEVICENET ___ 13 MAYOR PROTECCIÓN CON FUNCIONES AVANZADAS DE ADVERTENCIA Y DISPARO EN CASO ________________________________________________________13 _______________13 DE UNA CONDICIÓN DE ATASCO _________________________________________ RESPUESTA DE UN DISPOSITIVO PROGRAMABLE PROGRAMABLE A UN FALLO POR INACTIVIDAD DE LA RED _________________________________________ ___________________ ____________________________________________ ________________________19 __19 DE COMUNICACIÓN AUMENTO DEL RENDIMIENTO GRACIAS A LA CAPACIDAD DE COMUNICACIÓN Y DIAGNÓSTICO ____________________________________22 _______________22 DE LA FUNCIÓN DE REGISTRO DE DISPAROS DEL E1 PLUS _____________________
CAPÍTULO 2: OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO MEDIANTE LOS PARÁMETROS DE DIAGNÓSTICO DI AGNÓSTICO ______________________________ 24 AVANZADO CON EL RELÉ DE SOBRECARGA E3 PLUS ______________________________ PROTECCIÓN DEL PROCESO MEDIANTE DETECCIÓN DE UN FALLO A T IERRA DE BAJO NIVEL ________________________________________________________________ ________________________24 __24 CON EL E3 PLUS __________________________________________
CAPÍTULO 3: AUMENTO DE PRECISIÓN DE LA OPERACIÓN DEL SISTEMA MEDIANTE M EDIANTE ARRANQUE SUAVE CON SMC FLEX _______________________________________ __________________________________________________ ___________ 30 RENDIMIENTO ENDIMIENTO AVANZADO DEL MOTOR Y FLEXIBILIDAD DEL ARRANQUE CONTROLADO ________________31 CONFIGURACIÓN DE LA RESPUESTA A LA SOBRECARGA Y EL NIVEL DE RESTABLECIMIENTO ______34 __34 RESTABLECIMIENTO DE OL ____ CONFIGURACIÓN DE LOS CONTACTOS AUXILIARES EN LÍNEA __________________________________38 __________________________________38 BÚFER DE FALLOS _________________________________________ _______________________________________________________________ ________________________40 __40 CAPACIDADES DE MEDICIÓN _____________________ ___________________________________________ _____________________________________42 _______________42 3
CAPÍTULO 4: MEJORA DEL RENDIMIENTO DEL PROCESO CON UN CONTROL PRECISO DE PAR ® Y DE VELOCIDAD MEDIANTE UN VARIADOR POWERFLEX 700 _______________________44 CONEXIÓN Y CONFIGURACIÓN DEL VARIADOR MEDIANTE UNA RED DE COMUNICACIÓN _______________ 44 CONTROL DEL VARIADOR A TRAVÉS DE UNA RED DE COMUNICACIÓN ____________________________ 48 OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL PROCESO CON LA FLEXIBILIDAD DEL CONTROL DE SENTIDO Y VELOCIDAD VARIABLE ____________________________________________________________ 49 GENERADOR DE PERFIL DE VELOCIDAD _________________________________________________ 50 PROTECCIÓN DEL MOTOR Y DEL PROCESO CON LA DETECCIÓN FLEXIBLE DE FALLOS ________________ 51 PROTECCIÓN DEL MOTOR Y DEL PROCESO CON LA DETECCIÓN FLEXIBLE DE FALLOS ________________ 54
CAPÍTULO 5: PROCESAMIENTO Y CONTROL DE NIVEL DEL DISPOSITIVO CON E3 PLUS Y DEVICELOGIX, Y MINIMIZACIÓN DEL TIEMPO IMPRODUCTIVO CON EL CAMBIO AUTOMÁTICO DE DISPOSITIVO. ________________________________________________________55 MIMIMIZACIÓN DEL TIEMPO IMPRODUCTIVO CON REEMPLAZO AUTOMÁTICO DE DISPOSITIVOS __________ 79
CAPÍTULO 6: MEDICIÓN DINÁMICA DE VIBRACIONES MEDIANTE EL MÓDULO XM-121_______83 DEMOSTRACIÓN DE UNA PROTECCIÓN DE MOTOR MEJORADA CON FUNCIONES DE MONITOREO Y ALARMAS _____________________________________________________________________ 83
APÉNDICE A: CONEXIÓN Y ENERGIZACIÓN DE LA UNIDAD DE DEMOSTRACIÓN _____________86 CONEXIONES DE LOS CABLES ________________________________________________________ 86 ENERGIZACIÓN DEL EQUIPO DE DEMOSTRACIÓN ___________________________________________ 87 PARÁMETROS RELACIONADOS CON EL MOTOR ____________________________________________ 88 PARÁMETROS RELACIONADOS CON LAS E/S _____________________________________________ 88 PARÁMETROS DE REFERENCIA DE VELOCIDAD BIPOLAR _____________________________________ 89 PARÁMETROS RELACIONADOS CON EL PERFIL DE VELOCIDAD ________________________________ 89 PARÁMETROS RELACIONADOS CON LA COMUNICACIÓN _____________________________________ 90 PARÁMETROS DEL 20-COMM-D _____________________________________________________ 90
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APÉNDICE C: AJUSTES DE LA RED Y CONFIGURACIÓN DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO __ 91 DIRECCIONES DEVICENET ___________________________________________________________91 DIRECCIONES ETHERNET ____________________________________________________________92 CONFIGURACIÓN DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO ________________________________________92
APÉNDICE D: COMPARACIÓN ENTRE CONTROL CONVENCIONAL Y CONTROL INTELIGENTE DE MOTORES (E1 PLUS)__________________________________________________ 94
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Introducción ¡Bienvenido a la sesión práctica de laboratorio sobre control inteligente de motores! Esta sesión práctica resalta nuestra cartera de productos de control inteligente de motores como parte de una verdadera Arquitectura Integrada. Demuestra las características de protección y comunicación de nuestros productos de control inteligente de motores. En él intentamos mostrar nuestra gama de opciones de control de motores: desde el arranque por conexión directa a la línea y arranque suave de motor, hasta variadores de velocidad variable.
Tareas que realizará en esta práctica de laboratorio A medida que complete los ejercicios de esta práctica de laboratorio: •
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Adquirirá experiencia en el uso de la arquitectura NetLinx de Rockwell Automation como parte importante de la Arquitectura Integrada y las herramientas de configuración basadas en software como RSNetWorx para DeviceNet. Explorará la programación y configuración de varios dispositivos de control inteligente de motores. Aprenderá como programar y configurar DeviceLogix™ en productos DeviceNet inteligentes. Aprenderá cómo las tecnologías exclusivas de Rockwell Automation, por ejemplo el reemplazo automático de dispositivos (ADR), pueden usarse para reemplazar rápidamente y configurar automáticamente incluso los dispositivos de red más complejos.
Antes de comenzar la práctica de laboratorio Esta práctica de laboratorio está diseñada para mostrar la Arquitectura Integrada de nuestros productos de control inteligente de motores con capacidad DeviceNet. Puesto que los componentes de la unidad de demostración de control inteligente de motores también se usan en otras prácticas de laboratorio (vía Ethernet), es importante que antes de comenzar la práctica de laboratorio usted seleccione la práctica de laboratorio correcta. En la pantalla principal de PanelView, como se muestra a continuación, presione el botón rotulado “Intelligent Motor Control Lab”.
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Convenciones usadas en este documento En este documento hemos utilizado las convenciones siguientes para que le sirvan como guía del material de la práctica de laboratorio. Este estilo o símbolo:
! Palabras que aparecen en negrita (p. ej., RSLogix 5000 u OK) Palabras que aparecen en cursiva y negrita encerradas entre comillas simples (p. ej. “Controller1” )
Indica: ATENCIÓN: Identifica información sobre prácticas o circunstancias que pueden provocar lesiones personales o incluso la muerte, daños materiales o pérdidas económicas. Los mensajes de "Atención" le ayudarán a: •
identificar un peligro
•
evitar el peligro
•
reconocer las consecuencias
Cualquier ítem o botón sobre el que debe hacer clic o un nombre de menú desde el que debe elegir una opción o comando. Éste será el nombre real de un ítem que ve en su pantalla o en un ejemplo. Un elemento que debe escribir en el campo especificado. Es información que usted debe proporcionar según su aplicación (p. ej., una variable). Nota: Cuando escriba el texto en el campo, recuerde que no necesita escribir las comillas; simplemente escriba las palabras (p. ej., Controller1). El texto que aparece dentro de este recuadro gris es una información adicional respecto a los materiales de la práctica de laboratorio, pero no información indispensable para completar los ejercicios de la práctica de laboratorio. El texto que aparece después de este símbolo puede proporcionarle consejos útiles que posiblemente le faciliten la utilización de este producto. A menudo, los autores usan el estilo “Texto de consejo” para dar información importante que quieren que sus alumnos vean.
Nota: Si no se especifica el botón del mouse en el texto, debe suponerse que se trata del botón izquierdo del mouse.
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Componentes de hardware Esta sección contiene las descripciones y números de nodo DeviceNet de los dispositivos contenidos en las unidades de demostración. La siguiente figura muestra el hardware en el lado de “PanelView” de la unidad de demostración.
Procesador ControlLogix , chasis de E/S, puente Ethernet 1756 ENBT y puente DeviceNet 1756-DNB Número de nodo = 00
El puente es el maestro DeviceNet que coordina todos los datos de control desde y hacia todos los dispositivos de la red DeviceNet. Estos datos DeviceNet se transfieren desde y hacia el procesador ControlLogix mediante transferencias de datos de E/S por el backplane. Estos datos los usa posteriormente el programa de lógica de escalera ControlLogix para realizar el control.
Interruptor de final de carrera a prueba de aceite 802T – N.º de cat. 802T Número de nodo = 01
El dispositivo de final de carrera DeviceNet cuenta con muchas funciones incorporadas para acelerar la configuración y diagnóstico, así como para ayudar en la resolución de problemas y reducir el tiempo improductivo. Se pueden programar dos salidas ya sea con dos puntos de ajuste distintos o como señales analógicas. Módulos de E/S digitales configurables ArmorBlock – N.º de cat. 1732D Número de nodo = 02
Permite conectar hasta ocho dispositivos de entradas y/o salidas discretas de 24 VCC en una red DeviceNet. Las conexiones de autoconfiguración se realizan mediante conectores estilos Micro (M12) o Pico (M8). La categoría IP67 de este dispositivo hace innecesario un envolvente secundario. Módulo de medición dinámica XM-120 – N.º de cat. 1440-VST02-01RA Número de nodo = 15
El módulo utiliza monitores para uso general de 2 canales (4 bandas por canal) que aceptan mediciones dinámicas de entradas tales como vibración, presión y tensión mecánica. Se suministra con un tacómetro incorporado y acepta dispositivos de medición de sondas, acelerómetros y salidas de voltaje como entradas.
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La siguiente figura muestra el hardware en el lado del “motor” de la unidad de demostración.
Arrancador IEC con relé de sobrecarga electrónico E1 con módulo DeviceNet – N.º de cat. 193-EDN Número de nodo = 05
El accesorio de relé de sobrecarga electrónico basado en microprocesador permite que el usuario o integrador añada conectividad DeviceNet ya sea al inicio o después de la instalación. Las funciones del E1 Plus permiten: configuración remota, diagnóstico de advertencias y fallos, historiales de fallos y capacidades de ajuste fino de disparo.
Arrancador NEMA con protector de motor inteligente E3 Plus – N.º de cat. 193-EC2PB Número de nodo = 06
Relé de sobrecarga electrónico basado en microprocesador para proteger motores de inducción de jaula de ardilla monofásicos o trifásicos. Facilita la conectividad directa DeviceNet, proporciona diagnóstico de advertencias, frecuencia variable y detección de corriente eficaz (RMS) verdadera, capacidades de E/S y DeviceLogix.
Arranque suave con SMC Flex – N.º de cat. 150F Número de nodo = 07
El SMC-Flex incluye protección electrónica de sobrecarga, mecanismo de derivación (bypass) integrado, capacidad de comunicación modular, capacidades de arranque de motores tanto para motores estrella-triángulo como para motores de inducción de jaula de ardilla estándar, protección avanzada y diagnóstico en una configuración compacta, fácil de mantener, modular y eficaz en cuanto a costos.
PowerFlex 700 para control de velocidad variable , par y posición – N.º de cat. 20BB2P2 Número de nodo = 08
Permite controlar de manera precisa el motor en aplicaciones que exigen el más sencillo control de velocidad o el más exigente control de par. Tres métodos de control: control vectorial con tecnología FORCE™, tecnología vectorial sin sensor y control V/Hz, permiten disponer de flexibilidad en un variador para brindar un rendimiento excelente.
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Conexión de cada dispositivo al motor y uso del mismo para hacer funcionar el motor Use el conmutador “IMC MOTOR SELECT” para conectar el dispositivo deseado al motor. Coloque el conmutador en la posición correspondiente al dispositivo deseado. La siguiente figura muestra el conmutador en la posición E1 Plus.
Si desea controlar el dispositivo desde el PanelView, debe seleccionar la pantalla del dispositivo en el PanelView. En la pantalla principal “Device Selection”, presione el botón azul asociado con el dispositivo que desea controlar. Si no ve la pantalla “Device Selection”, siga las instrucciones de la sección anterior titulada “Antes de comenzar la práctica de laboratorio” o comuníquese con el instructor.
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Arrancador de motor E1 Plus Para usar el E1 Plus desde el PanelView, coloque el conmutador “E1+” en la posición “AUTO” y seleccione la pantalla E1 Plus en el PanelView; seguidamente presione el botón de inicio verde en la pantalla del PanelView. El arrancador permanecerá activado hasta que usted presione el botón de paro rojo en la pantalla del PanelView o salga de la pantalla usando el botón Main Menu.
Para usar el E1 Plus sin el PanelView, coloque el conmutador “E1+” en la posición “HAND” y coloque algo de metal (ferroso) sobre el interruptor de proximidad, justo encima del conmutador ”E1+”. El arrancador permanecerá activado hasta que retire el metal. Arrancador de motor E3 Plus Para usar el E3 Plus desde el PanelView, coloque el conmutador “IMC MOTOR SELECT” en la posición"E3” y seleccione la pantalla E3 Plus en el PanelView; seguidamente presione el botón de inicio verde en la pantalla del PanelView. El arrancador permanecerá activado hasta que usted presione el botón de paro rojo en la pantalla del PanelView o salga de la pantalla usando el botón Main Menu.
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Arrancador suave SMC-Flex Para usar el SMC-Flex desde el PanelView, coloque el conmutador “SMC-Flex" en la posición "AUTO” y seleccione la pantalla SMC-Flex en el PanelView; seguidamente presione el botón de inicio verde en la pantalla del PanelView. El arrancador permanecerá activado hasta que usted presione el botón de paro rojo en la pantalla del PanelView o salga de la pantalla usando el botón Main Menu.
Variador de frecuencia variable PowerFlex 700 Para usar el PowerFlex 700 Plus desde el PanelView, coloque el conmutador “IMC MOTOR SELECT” en la posición "700” y seleccione la pantalla PowerFlex 700 Plus en el PanelView; seguidamente presione el botón de inicio verde en la pantalla del PanelView. El variador hará funcionar el motor hasta que usted presione el botón de paro rojo en la pantalla del PanelView o salga de la pantalla usando el botón Main Menu. Usted puede ajustar la velocidad del motor mediante los botones "Decrement” e “Increment” ubicados debajo del indicador Speed Reference.
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Capítulo 1: Protección mejorada y capacidad avanzada de alarma de un E1 Plus usando un relé de sobrecarga electrónico E1 con el adaptador DeviceNet Esta práctica de laboratorio explora el E1 Plus con el nuevo módulo adaptador DeviceNet. Su propósito es mostrar la funcionalidad adicional que puede agregarse rápidamente a un dispositivo de sobrecarga E1 Plus, permitiendo la conexión a una red DeviceNet nueva o existente. Las características del módulo adaptador permiten que el usuario acceda del modo más sencillo al contacto de estado de dispositivo de sobrecarga electrónico. Con la capacidad de red, el E1 Plus proporciona comunicación por toda la red ofreciendo mayor protección y control que un arrancador convencional de motor.
Mayor protección con funciones avanzadas de advertencia y disparo en caso de una condición de atasco El E1 Plus, como dispositivo autónomo, se activará con una condición de sobrecarga o de pérdida de fase. La adición del módulo DeviceNet al relé de sobrecarga E1Plus facilita la expansión y empleo de otras útiles funciones de protección. Esta función mejorada monitorea su proceso de modo continuo y lo protege contra costosos paros. 1. Cerciórese de que el controlador ControlLogix esté en el modo de marcha.
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2. Conecte el E1Plus al motor; para ello, gire el selector del motor IMC a la posición E1+.
3. Gire el selector E1+ del equipo de demostración a la posición Auto.
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4. Pulse el botón Reset de color azul del E1 Plus para cerciorarse de que no está disparado.
5. Compruebe que el cuadrante delantero del E1Plus esté fijado en 0.5 amperes. 6. En la pantalla del PanelView, vaya a la pantalla de control de E1Plus. 7. Pulse el botón verde de arranque del PanelView para arrancar el motor. 8. Observe que el indicador de corriente del motor en marcha del PanelView se pone verde.
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9. Pare el motor con el freno hasta que el E1 Plus se dispare. ¿Qué ha provocado que se dispare el E1 Plus? ____________________________________. ¿Fue provocado por un fallo por sobrecarga, por un fallo por pérdida de fase o por otra razón? En este momento, ¿cómo lo sabe a ciencia cierta sin ningún tipo de telemetría avanzada? Con el control convencional de motores no lo sabría; sin embargo, con el control inteligente de motores dispone de información en cualquier lugar donde se encuentre en la planta. 10. Verifique que el sistema RSNetWorx para DeviceNet en la computadora esté en línea. El icono situado en la esquina superior derecha debería proporcionar una representación animada. Nota: Si RSNetWorx no está en línea, comuníquese con el instructor para obtener ayuda.
11. Para abrir la ventana E1 Plus Overload Relay, haga doble clic en el icono E1 Plus:
12. Haga clic en la ficha Parameters.
13. Si aparece la ventana EDS Editor, haga clic en Upload.
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14. Vaya al parámetro 12 [Trip Enable], y cambie su valor. En RSNetworx, el valor de un parámetro se puede cambiar de dos formas: - Haga clic con el botón derecho en el nombre del parámetro y seleccione Edit Parameter.
- Haga clic en el valor actual del parámetro. - Haga clic en el botón de puntos suspensivos (…) para ver el parámetro.
15. Haga clic en la casilla de selección Jam para detectar este tipo de fallo (se ordenará al motor que pare basándose en estos parámetros relacionados con el fallo).
16. Haga clic en OK.
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17. Vaya al parámetro 13 [Warning Enable], y cambie su valor. Haga clic en la casilla de selección Jam para detectar este tipo de advertencia (se permitirá que el motor funcione dada esta condición). Si existe alguna configuración de fallo asociada y se sobrepasan estos parámetros, se enviará un comando de paro.
18. Haga clic en OK. 19. Introduzca el valor de 1 segundo en el parámetro 18 [Jam Trip Inhibit]. 20. Introduzca el valor de 2 segundos en el parámetro 19 [Jam Trip Delay]. 21. Introduzca el valor de 200% en el parámetro 20 [Jam Trip Level]. 22. Introduzca el valor de 100% en el parámetro 21 [Jam Warning Level].
23. Haga clic en Apply y seguidamente en Yes para descargar los cambios. 24. Borre el fallo de PanelView y a continuación arranque el motor desde el PanelView. 25. Detenga el motor bruscamente con el freno para simular un atasco. Observe en el PanelView la información del estado del motor. La primera notificación que recibirá es una advertencia de atasco. 26. Mantenga parado el motor. Después de dos segundos el E1Plus se disparará. El PanelView indicará un fallo por atasco. Nota: Los atascos repetidos del motor pueden resultar en un fallo por sobrecarga.
27. Restablezca el E1Plus con el botón Reset situado en la pantalla del PanelView.
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Respuesta de un dispositivo programable a un fallo por inactividad de la red de comunicación El adaptador E1 Plus DeviceNet le permite configurar su respuesta ante un fallo por inactividad de la red. Esto le permite elegir la forma como responde el dispositivo cuando la red está inactiva debido a que el controlador está en el modo de programación. 1. Ponga el conmutador de llave del procesador ControlLogix en la posición Prog. El contactor 100-C09 conectado al E1Plus no debe verse afectado por el cambio de red. 2. Ponga el conmutador de llave del procesador ControlLogix en la posición Run. 3. Vaya al parámetro 13 [Warning Enable] de RSNetWorx y cambie su valor. Haga clic en la casilla de selección Comm Idle, para detectar este tipo de advertencia.
4. Haga clic en Apply y seguidamente en Download.
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5. Compruebe el valor del parámetro 38 [OutA Dn Idl State] en Go to IdlValue.
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6. Cambie el valor del parámetro 39 [OutA Dn IdlValue] a Closed.
7. Aplique estos cambios. A continuación haga clic en Yes para efectuar la descarga. 8. Cambie el conmutador de llave del procesador ControlLogix a la posición Prog. ¿Cuál es ahora la respuesta del contactor 100-C09 (con E1 Plus)? Esto demuestra que usted puede configurar la respuesta del arrancador a una pérdida de comunicación (incluso en una aplicación sencilla de arrancador de motor). 9. Haga clic en el parámetro 39 [OutA Dn IdlValue] y cambie el valor a Open. 10. Aplique estos cambios. A continuación haga clic en Yes para efectuar la descarga. 11. Cambie el conmutador de llave del procesador ControlLogix a la posición Run.
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Aumento del rendimiento gracias a la capacidad de comunicación y diagnóstico de la función de registro de disparos del E1 Plus La capacidad de crear y ver un historial de los fallos más recientes puede ser muy importante para optimizar el rendimiento del motor mediante una rápida resolución de problemas. El comunicar esta información a la persona adecuada de manera oportuna puede ahorrar miles de dólares en tiempo improductivo al determinar lo que está sucediendo en el sistema. 1. En RSNetWorx para DeviceNet, asegúrese de que los parámetros 5 [Trip Log 0] hasta 9 [Trip Log 4] pueden verse en el cuadro de diálogo “E1 Plus Overload Relay” (vea la captura de pantalla mostrada a continuación). 2. Seleccione “All” desde el menú desplegable de parámetros del E1Plus.
3. Al pulsar el botón “Monitor” se desplazará por todos los parámetros del E1Plus y los actualizará secuencialmente. 4. Observe los parámetros 5 [Trip Log 0] a 9 [Trip Log 4].
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5. Cada registro de disparos está asociado con fallos. Cuando ocurre un fallo, se actualiza el registro de disparos. Haga clic en los puntos suspensivos para obtener detalles. 6. Pulse el botón verde Start del PanelView para arrancar el motor. 7. Sobrecargue el motor; para ello aplique el freno hasta que el motor se detenga. 8. Vea cómo el Trip Log se actualiza cuando el E1 Plus se dispara. Este Trip Log también puede verse en la pantalla de información E1Plus Advanced Status, a la cual puede accederse en el PanelView. Aquí, las condiciones de fallo se documentan en el dispositivo y, si es necesario, se pueden comunicar para fines de resolución de problemas, análisis de tendencias o análisis de historial, a fin de maximizar el rendimiento del motor e incrementar el tiempo productivo.
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Capítulo 2: Optimización del rendimiento mediante los parámetros de diagnóstico avanzado con el relé de sobrecarga E3 Plus La finalidad de este capítulo es ilustrar los parámetros de diagnóstico avanzado del relé de sobrecarga de motor E3. Con un puerto de conexión DeviceNet integrado, las conexiones de red se simplifican y el tiempo de cableado se reduce. La inteligencia del E3 Plus brinda una protección predictiva y en tiempo real avanzada de motores estándar, mientras que la tecnología integrada DeviceLogix hace que la inteligencia tome acciones lógicas en caso de presentarse un problema. Cubrir este capítulo le tomará unos 15 minutos.
Protección del proceso mediante detección de un fallo a tierra de bajo nivel con el E3 Plus En esta sección se busca resaltar la protección adicional que proporciona el E3 Plus, específicamente mediante la detección de un fallo a tierra de bajo nivel. Los fallos a tierra de bajo nivel son condiciones que existen por debajo de los valores de protección del fusible o disyuntor, y que no se detectan hasta que no se produce un problema mucho mayor. El E3 Plus detectará un fallo de bajo nivel, pero también cuenta con una función de inhibición de alta corriente que protege al controlador al evitar que abra el contactor en caso de que se detecte una corriente más alta. 1. Conecte el E3 Plus al motor y gire el selector del motor IMC a la posición E3+. Además, seleccione la pantalla E3 Plus en el PanelView.
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2. Compruebe que el potenciómetro de fallo a tierra E3+ de la unidad de demostración se ha girado totalmente en sentido antihorario. El potenciómetro simula una corriente de fallo a tierra en el E3 Plus. 3. Arranque el motor; para ello pulse el botón Start en el PanelView. Observe que el PanelView no muestra la corriente de fallo a tierra simulada cuando es menor que 0.5 A. 4. Gire el potenciómetro de fallo a tierra en sentido horario para incrementar el valor de la corriente a tierra simulada por encima de 0.5 A. Observe el PanelView para comprobarlo. •
•
Observe que el PanelView muestra la corriente de fallo a tierra. Observe que el E3 no se dispara. Esto se debe a que la función de protección contra fallo a tierra aún no se ha activado.
5. Ponga de nuevo a cero el potenciómetro de fallo a tierra. 6. Vuelva a RSNetWorx para DeviceNet y haga doble clic en el nodo 06, E3 Plus.
7. Haga clic en la ficha Device Parameters .
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8. Si aparece la ventana EDS Editor, haga clic en Upload. Upload.
9. Vaya al parámetro 24 [Trip Enable], y seguidamente edite su valor.
10. Pulse la casilla de Ground Fault para Fault para que el E3 Plus detecte este tipo de fallo.
11. Haga clic en OK. OK.
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12. Desplácese al parámetro 25 [Trip Warning] y edite su valor.
13. Haga clic en la casilla Ground Fault para Fault para que el E3 Plus detecte este tipo de advertencia.
14. Haga clic en OK.
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15. Desplácese al parámetro 36 [GF Trip Delay], ponga el valor en 2.0 segundos 2.0 segundos y presione la tecla Enter.
16. Desplácese al parámetro 37 [GF Trip Level], ponga el valor en 3.0 amperes 3.0 amperes y presione la tecla Enter. 17. Desplácese al parámetro 38 [GF Warning Level], y ponga el valor en 2.5 amperes. 2.5 amperes. 18. Aplique estos cambios. Haga clic en Yes para Yes para descargar los parámetros al dispositivo. 19. Gire lentamente el potenciómetro de fallo a tierra en sentido horario para aumentar el valor justo por encima encima de 2.5 amperes pero pero por debajo debajo de 3.0 3.0 amperes amperes (el PanelView PanelView mostrará el valor de la corriente de fallo a tierra). 20. Observe que el PanelView comunica una advertencia sobre el hecho de que nos estamos aproximando a un posible estado de fallo si no se adopta ninguna medida. 21. Gire lentamente el potenciómetro de fallo a tierra un poco más en sentido horario para incrementar el valor, pero esté preparado para cronometrar el evento tan pronto como el valor de fallo a tierra supere el límite programado de 3.0 amperes. ¿Qué ha provocado que se dispare el E3 Plus? Sabemos la causa de este disparo porque lo acabamos de configurar para que sea un fallo a tierra, pero ¿dónde buscaríamos para determinar exactamente por qué el E3 Plus se disparó? Respuesta: Podemos usar RSNetWorx para monitorear el parámetro 14 [Trip Status] o examinar los parámetros 16 [Trip Log 0] a 20 [Trip Log 4] para ver esta información. Otro modo es comunicar esta información al PanelView Plus para tener una referencia rápida. El control inteligente de motores brinda la posibilidad de comunicación a través de todo el sistema.
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22. Haga clic en el parámetro 24 [Trip Enable] y desmarque la casilla de selección Ground Fault para que el E3 Plus ignore este tipo de fallo.
23. Haga clic en OK. 24. Haga clic en el parámetro 25 [Trip Warning] y quite la marca de la casilla de f allo a tierra para hacer que el E3 Plus ignore este tipo de advertencia.
25. Haga clic en OK. 26. Aplique estos cambios. Haga clic en Yes para descargar los parámetros al dispositivo. 27. Presione el botón Fault Reset en el PanelView (o el botón azul situado en la parte frontal del E3 Plus) para restablecer el fallo anterior. Esto muestra que un E3 Plus con un contactor NEMA puede integrar una tecnología de sobrecarga nueva e inteligente con contactores robustos. Este nuevo sistema inteligente instalado en un equipo duradero tipo NEMA puede proteger y prolongar la vida útil de sus activos mediante el monitoreo del motor y el paro del mismo antes de que se produzca el fallo. La predicción de fallos es una función clave del control inteligente de motores.
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Capítulo 3: Aumento de precisión de la operación del sistema mediante arranque suave con SMC Flex Los ejemplos anteriores muestran el arranque por conexión directa a la línea mediante relés de sobrecarga de control inteligente de motores, tales como el módulo E1 Plus DeviceNet y los relés de sobrecarga electrónicos E3 Plus. Ahora analizaremos la capacidad de arranque con voltaje reducido, un tipo de control de arranque y paro con el mismo tipo de capacidades de monitoreo inteligente predictivo de sobrecarga. Con la tecnología de arranque suave las operaciones se realizan más rápidamente en línea, con la posibilidad de cambiar los idiomas de la pantalla de HMI incorporada. El objetivo de este capítulo es mostrar que existe algo más que el arranque por conexión directa a la línea, cuando se habla de control de motores. Si se emplea un arrancador de voltaje reducido, como el controlador de motor inteligente (SMC) Flex, se pueden obtener muchas ventajas en sistemas sometidos a pares de arranque excesivos en los que las correas, los engranajes, la maquinaria e incluso el material pueden resultar dañado debido a un arranque por conexión directa a la línea.
Al usar el arranque suave se alarga la vida útil del sistema ya que se reducen las tensiones mecánicas durante el arranque Reduce el mantenimiento correctivo del proceso El arranque suave minimiza la probabilidad de daños al reducir los pares elevados de arranque, con lo que se protegen los materiales frente al daño que provocan los paros y arranques súbitos, el desplazamiento o derrame de la carga al parar, lo cual redunda en un mayor rendimiento de la producción. El SMC-Flex genera ahorros al minimizar las corrientes de entrada al momento del arranque.
Cubrir este capítulo le debería tomar unos 45 minutos.
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Rendimiento avanzado del motor y flexibilidad del arranque controlado En esta sección demostraremos el rendimiento avanzado del control inteligente de motores. Usted configurará el SMC Flex para que realice un arranque suave y un paro suave. Todo lo hará a través del PanelView Plus. Según el tipo de carga, el SMC Flex se puede ajustar para adaptarse a las diversas necesidades del sistema. Existen diferentes tipos de arranque, perfiles de paro y arranque rápido. El SMC Flex puede ejecutar varios perfiles de arranque estándar como: pleno voltaje, arranque suave con límite de corriente y velocidad lineal. Se ofrece control opcional para: control de bombas, Accu-Stop y freno. Estos tipos de dispositivos inteligentes no sólo tienen la capacidad de comunicar información a través de la red, sino que también disponen de un módulo de interface operador-máquina montado en la parte frontal para programación y retroalimentación.
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1. Gire el selector del motor IMC a la posición a SMC para conectar el SMC Flex al motor.
2. Gire el selector SMC Flex del equipo de demostración a la posición Auto.
3. Obtenga acceso a la pantalla de información y control de SMC Flex mediante el PanelView. 4. Observe el perfil de arranque y paro del motor en los pasos siguientes. 5. Pulse el botón Start en el PanelView para poner en marcha el motor y deje que tome velocidad. 6. Pulse el botón Stop en el PanelView para detener el motor. 7. ¿Arrancó el motor como si fuese un arranque por conexión directa a la línea o a pleno voltaje?
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8. En el PanelView, use el botón “Change Starting Mode” de arranque de Full Voltage a Soft Start.
para cambiar el perfil
En este punto, dedique tiempo para ver los demás métodos de arranque de que dispone el controlador estándar SMC Flex. (También dispone de las opciones de control de bomba y de control de frenado). 9. Introduzca 5 segundos en la casilla Start-Ramp Time. 10. Cambie el valor del par inicial a 0% (cero) Locked Rotor Torque (LRT). 11. Use el botón “Change Stop Mode” para cambiar el modo de paro a Soft Stop. 12. Introduzca 4 segundos en la casilla Stop - Ramp Time. 13. Pulse de nuevo el botón Start para poner en marcha el motor y cargue el motor con el freno para simular una carga (al aplicar el freno durante el arranque se puede notar la rampa de arranque suave). Observe la luz piloto blanca en el conjunto de botones y luz piloto asociado con la E/S del SMC, para obtener indicación de que el SMC está proporcionando voltaje pleno al motor.
Observe cómo el motor arranca lentamente y va acelerándose gradualmente hasta alcanzar plena velocidad. El paro suave alarga el tiempo de paro al prolongar el tiempo de la rampa de voltaje decreciente enviada al motor. 14. Accione ligeramente el mecanismo de frenado para simular una carga en el motor (al aplicar el freno durante el paro se puede notar la rampa de paro suave). 15. Presione el botón Stop. La capacidad de que dispone el usuario para cambiar de manera remota los parámetros operativos puede resultar muy útil para hacer ajustes finos durante los arranques o con cargas variables. Esto elimina la necesidad de estar frente a un envolvente de control e, incluso, sin abrir la puerta.
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Configuración de la respuesta a la sobrecarga y el nivel de restablecimiento de OL
En esta sección analizamos la sobrecarga del SMC Flex y las ventajas del restablecimiento manual frente al automático. El restablecimiento automático se usa para ponerlo en funcionamiento rápidamente, mientras que el restablecimiento manual se usa para capturar el fallo. Ajuste de la sobrecarga 1. Verifique que el conmutador “IMC Motor Select” esté en la posición “SMC” y que el selector “SMC Flex” esté en la posición “Auto”. 2. Obtenga acceso a la información y control del SMC a través de la pantalla del PanelView. 3. Pulse el botón Start para poner en marcha el motor y deje que tome velocidad. 4. La pantalla del SMC Flex muestra la corriente del motor. ¿Cuál es el valor de la corriente del motor? ________________ 5. Pulse el botón Stop para detener el motor. 6. Regrese a RSNetWorx para DeviceNet y verifique que está en línea. El icono en la esquina superior derecha debería proporcionar una representación animada. 7. Haga doble clic con el botón izquierdo del mouse en Node 07, SMC Flex.
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situado
8. Haga clic en la ficha Parameters.
9. Si aparece la ventana EDS Editor, haga clic en Upload.
10. Haga clic en la casilla de selección Groups para organizar los parámetros del SMC Flex en agrupaciones lógicas.
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11. Haga doble clic en el encabezamiento Overload para expandir los parámetros relacionados con los ajustes de sobrecarga.
12. Cambie el valor del parámetro 44 [Overload Class] a Class 10. El valor de la clase de sobrecarga se refiere al número de segundos con los que se ha diseñado el dispositivo para dispararse si el motor experimenta una sobrecarga mayor del 600% de la corriente de plena carga. Una clase de disparo 10 disparará el motor a los 10 segundos. 13. Cambie el parámetro 46 [Motor FLC] al valor determinado anteriormente en el paso 5 (típicamente unos 1.5 A). 14. Cambie el parámetro 47 [Overload Reset] a Automatic. 15. Haga clic en Apply y seguidamente en “Yes” para efectuar la descarga. 16. Arranque el motor desde la pantalla de información y control del PanelView. 17. Observe la parte frontal de la pantalla del SMC Flex para ver la corriente del motor y el %MTU (Motor Thermal Usage). 18. Prepárese para cronometrar el siguiente evento. 19. Cargue el motor con el mecanismo de freno hasta que se detenga totalmente el disco. ¿Cuál es el valor de Motor Current cuando está sobrecargado? _______________ amperes
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20. Cronometre el evento de sobrecarga. ¿Cuánto tiempo tarda el motor en dispararse?______________ segundos 21. ¿Podría saber a partir de la información proporcionada en la pantalla del SMC Flex que el disparo estaba a punto de ocurrir? Divida la corriente de sobrecarga entre la corriente de plena carga (p. ej. 5.5 A / 1.5 A ~ 3.6 x FLC). Dada la siguiente curva de disparo por sobrecarga, ¿está el disparo del SMC Flex muy próximo a la línea en la curva de disparo? _____________________ Si no lo está, ¿qué podría explicar esta diferencia?
22. La pantalla del SMC Flex muestra que se ha producido un fallo; específicamente, un fallo de sobrecarga F22.
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23. Pulse la tecla en el SMC Flex para quitar la ventana de fallo. Observe que el rótulo de la parte superior de la pantalla todavía muestra que el SMC Flex presenta el fallo. Nota: Usted no puede restablecer el fallo por sobrecarga en el SMC Flex hasta que el valor del parámetro Motor Thermal Utilization (MTU) caiga por debajo del 70%.
Monitoree el valor del %MTU:
El valor continúa decreciendo a medida que el motor se enfría. Al cambiar el valor del parámetro 47 [Overload Reset] de Manual a Automatic, el fallo automáticamente se restablece cuando el valor de MTU cae por debajo del valor en el parámetro 118 [OL Reset Level]. Los dispositivos de control inteligente de motores disponen de protección interna contra sobrecarga, pero con más funciones. Tener una protección contra fallo por sobrecarga con restablecimiento automático permite que las aplicaciones autónomas se restablezcan automáticamente si hace falta, mientras que una sobrecarga que requiere un restablecimiento manual permite capturar el fallo y presentarlo rápidamente al operador de la máquina. Además, a medida que se asciende en la escala de dispositivos inteligentes, encontramos que incluso en una aplicación autónoma disponemos de la capacidad de introducir parámetros y recuperar la información del fallo de manera fácil, mediante la interface de operador.
Configuración de los contactos auxiliares en línea La versión más reciente del SMC Flex permite ahora que el usuario pueda programar los cuatro contactos auxiliares. Cada uno se puede configurar como normalmente abierto o normalmente cerrado. Las opciones disponibles son: Normal, Up to Speed, Fault, Alarm, Network Control y External Bypass. 1. Cerciórese de que el selector del motor IMC está en la posición SMC. 2. Cerciórese de que el conmutador Hand-Off-Auto (HOA) del SMC Flex esté en la posición Auto. 3. Obtenga acceso a la pantalla de información y control del SMC Flex a través del PanelView.
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4. Durante el arranque y el paro, observe el comportamiento de la luz piloto blanca en el conjunto de botones y luz piloto asociado con la E/S del SMC.
Pulse el botón Start (en el PanelView) para poner en marcha el motor y deje que tome velocidad. ¿Cuándo se enciende la luz? _______________________. 5. Pulse el botón Stop (en el PanelView) para detener el motor. ¿Cuándo se apaga la luz? _______________________. El valor predeterminado de la configuración de contactos auxiliares en el SMC Flex es Normal; la luz se encenderá tan pronto como se dé la orden de arranque y se apagará tan pronto como el SMC haya terminado de atenuar el voltaje del motor. 6. Acceda a la pantalla de control del SMC Flex en el PanelView.
7. Use el botón “Change Auxiliary Contact Configuration” para cambiar el modo de configuración Aux 1 a Up to Speed. Observe la reacción de la luz piloto del SMC Flex 800F durante el arranque y el paro con el cambio. 8. Pulse el botón Start para poner en marcha el motor y deje que tome velocidad. 9. Presione el botón Stop. ¿Cómo afectó el cambio de configuración del contacto auxiliar la respuesta de las luces piloto? ______________________________________________________________ Cambie la configuración del contacto Aux.1 a Up to Speed N.C. y repita el proceso. Observe la reacción de la luz piloto del SMC Flex 800F. ¿Para qué puede ser esto útil? 10. Pulse el botón Start para poner en marcha el motor y deje que tome velocidad.
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11. Presione el botón Stop. El uso de contactos configurables permite que el usuario pueda elegir la reacción de las salidas auxiliares y posibilita la implementación de oportunidades de control únicas. Por ejemplo, en situaciones en las que se necesiten arranques secuenciales, esto se puede realizar fácil y rápidamente mediante el parámetro Up to Speed para arrancar el siguiente SMC Flex hasta que todos hayan arrancado. Lo anterior equilibra la demanda de energía eléctrica. Los contactos de alarma se pueden emplear para anunciar y evitar eventos que ocasionen tiempo improductivo. El control de la red permite que el programador use los contactos auxiliares como salidas de red disponibles y controladas.
Búfer de fallos Por su naturaleza avanzada, el SMC Flex tiene la capacidad de detectar numerosas situaciones de fallo del motor como: sobrecarga, carga insuficiente, voltaje insuficiente, sobrevoltaje, desequilibrio, atasco, paro por bloqueo, fallo a tierra, PTC, inversión de fase, reinicios limitados, comunicaciones. El SMC Flex no sólo indica el fallo, sino que también indica la fase (A, B, C) en la que ocurrió el fallo, cuando corresponda. Debido a que los dispositivos son inteligentes, se ha ampliado la disponibilidad de la identificación del fallo para incluir también el estado del dispositivo. Esta sección analiza el búfer de fallos para el caso de un estado de fallo simple.
1. Desconecte el SMC Flex del motor; para ello gire el selector del motor IMC a cualquier posición distinta de la de SMC. 2. Cerciórese de que el conmutador Hand-Off-Auto (HOA) del SMC Flex esté en la posición Auto. 3. Vuelva a RSNetWorx, y póngalo en modo de monitor. Vea los parámetros 124 [Fault 1] a 128 [Fault 5]. Éste es el búfer de fallos o el registro de fallos. Observe los fallos específicos en el búfer de fallos. 4. Para poner en marcha el motor, pulse el botón amarillo Stop del SMC en la unidad de demostración (no en el PanelView). ¿Observa los cambios en la pantalla del SMC Flex? ______________________. El dar al SMC una orden de arranque cuando no está conectado al motor hace que se genere un fallo de ausencia de carga. 5. Revise el búfer de fallos y vea si se ha capturado el fallo # 16 - Fallo por ausencia de carga A (Fault #16 - No Load A).
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6. Restablezca el fallo. Pulse SMC Fault Reset en el PanelView, o Use el teclado para restablecer manualmente el fallo: a. Si no está todavía en la pantalla principal (Motor Current, Voltage, %MTU), pulse la tecla del panel frontal del SMC Flex hasta que aparezca la pantalla principal. b. Pulse la tecla una vez. c. Navegue hasta Diagnostics con las teclas de o . d. Pulse la tecla para seleccionar el menú Diagnostics. e. Pulse la tecla para seleccionar el menú Fault. f. Pulse la tecla para seleccionar Clear Fault. g. Pulse de nuevo la tecla para continuar. h. Pulse la tecla tres veces o hasta que aparezca la pantalla principal. • •
La capacidad del control inteligente de motores y del dispositivo de sobrecarga de almacenar y recuperar un búfer con cinco de los fallos más recientes puede ser valiosa en muchos casos. Un ejemplo de ello puede ser una aplicación autónoma como, por ejemplo, un panel de bombas situado en un lugar remoto y que esté experimentando caídas de voltaje.
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Capacidades de medición En esta sección analizamos el SMC Flex Además de las numerosas opciones disponibles, el SMC Flex tiene la capacidad de leer información no sólo sobre la forma como el motor usa la energía, sino también recopila información sobre el suministro de energía eléctrica. 1. Vuelva a RSNetWorx para DeviceNet y haga doble clic en el nodo 07, SMC Flex.
2.
Haga clic en la ficha Parameters.
3.
Si aparece la ventana EDS Editor, haga clic en Upload.
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4. Haga clic en la casilla de selección Groups para agrupar los parámetros de SMC Flex similares.
5. Haga doble clic en el grupo Metering para expandir de los parámetros asociados con las funciones de medición.
6. Explore los parámetros y determine el modo en que cualquiera de ellos puede ser beneficioso para su(s) aplicación(es). Puede enviar esos datos a un controlador o MMI para disponer de información y control mediante el uso de la Arquitectura Integrada.
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Capítulo 4: Mejora del rendimiento del proceso con un control preciso de par y de velocidad mediante un variador PowerFlex ® 700 Debido al amplio margen de necesidades de control, los variadores de CA PowerFlex ofrecen toda una serie de tecnologías para el control de motores, desde control V/Hz para las aplicaciones más sencillas, hasta control vectorial con la tecnología patentada FORCE™, los cuales brindan un rendimiento excelente a velocidad baja/velocidad cero, tanto en motores de inducción como de imán permanente. Para satisfacer las aplicaciones de control de motores de bajo a medio voltaje, y en aplicaciones sencillas o complejas, la familia de variadores PowerFlex se ofrece en categorías de 0.2 kW (0.25 hp) a 25.4 Mw (34,000 hp).
Conexión y configuración del variador mediante una red de comunicación La conectividad con redes de comunicación le permite conectar y configurar variadores con herramientas de software como RSNetWorx, DriveExplorer ® y DriveTools ® . Esta sesión práctica de laboratorio incluye RSNetWorx, que le proporciona acceso a todos los componentes en las redes. DriveExplorer y DriveTools se han diseñado especialmente para configurar y monitorear los variadores. Nota: También puede configurar el controlador mediante el módulo de interface de operador (HIM).
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1. Conecte el variador al motor; para ello gire el selector del motor IMC a 700.
Además, seleccione la pantalla PowerFlex 700 en el PanelView. 2. Vuelva a RSNetWorx para DeviceNet en la computadora y haga doble clic en el nodo 08, PowerFlex 700.
Cerciórese de que el variador esté parado. No podrá cambiar ningún parámetro con el variador en marcha.
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3. Haga clic en la ficha Parameters. Parameters.
4. Seleccione Upload cuando Upload cuando la ventana de diálogo se lo ofrezca y a continuación espere a que termine la carga. Este proceso puede tomar algún tiempo.
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5. Navegue hasta el parámetro 88 [Speed/Torque Mod], y compruebe que el valor esté esté establecido en Speed Reg. Reg. Esto configura el variador para poder seguir un comando de velocidad.
6. Compruebe o cambie el valor del parámetro 90 [Speed Ref A Sel] al valor de DPI Port 5. 5. Esto permite que el variador acepte un comando de velocidad desde la red de comunicación. Si tiene que cambiar otro valor de parámetro, haga clic en Apply. Apply. A continuación haga clic en Yes para Yes para efectuar la descarga.
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Control del variador a través de una red de comunicación Debido a los avances de Rockwell Automation en Arquitectura Integrada, los variadores se integran con Logix tan fácilmente como los módulos de E/S. En esta sección el controlador ControlLogix controlará y monitoreará las funciones del variador. Lo hará con una conexión a DeviceNet. El PanelView proporcionará la interface de operador. El controlador se comunicará con el PanelView a través de una conexión EtherNet/IP.
1. Pulse el botón verde “Start” en la pantalla del PanelView para arrancar el variador. 2. Controle la referencia de velocidad mediante el botón + de incremento y el botón – de decremento en la pantalla del PanelView. 3. Pulse el botón rojo “Stop” para parar el variador.
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Optimización del rendimiento del proceso con la flexibilidad del control de sentido y velocidad variable El uso de un variador permite controlar la velocidad de un motor independientemente de la frecuencia de la alimentación eléctrica de entrada. Existen muchas aplicaciones en las que se necesita variar continuamente la velocidad, el par y la posición del motor. 1. Vuelva a RSNetWorx y a la lista de parámetros. 2. Cambie el valor del parámetro 90 [Speed Ref A Sel] a Analog In 2. Esto permite que el variador acepte una orden de velocidad desde la entrada cableada analógica a la que el potenciómetro está cableado. 3. Haga clic en Apply, y seguidamente en Yes para efectuar la descarga. 4. Arranque el variador; para ello pulse el botón amarillo Start del PowerFlex 700 en la unidad de demostración. 5. Controle la referencia de velocidad del variador con el potenciómetro de entrada analógica del PF700. Observe que el motor puede girar en cualquier sentido ya que el variador tiene una referencia de velocidad bipolar. Observe que la velocidad del motor puede superar 60 Hz debido a que el rango de referencias de velocidad puede ser independiente de la frecuencia de la alimentación eléctrica de entrada. 6. Detenga el variador; para ello pulse el botón azul Stop del PowerFlex700 en la unidad de demostración o el botón en el HIM del variador. Observe ahora cómo el variador baja gradualmente la velocidad del motor hasta cero. Puede configurar el modo de paro y el tiempo de rampa.
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Generador de perfil de velocidad El PowerFlex 700 incluye un generador de perfil de velocidad/indexador de posición que determina ya sea la posición de punto a punto con un regulador de posición o bien el perfil de velocidad mediante un regulador de velocidad. El posicionamiento de punto a punto puede ser de modo incremental o absoluto, referenciado al origen. Se necesita una retroalimentación de encoder (encoder incremental) para el regulador de posición. Los pasos del perfil de velocidad pueden ser función del tiempo o bien disparados por entradas digitales, conteos de encoder o niveles de parámetros. Se puede trabajar con estos pasos del perfil de velocidad en lazo abierto o con un encoder. El indexador se programa introduciendo datos en una matriz de 16 pasos. Cada paso tiene varias variables a fin de lograr la personalización óptima (ver más abajo). Estos pasos pueden funcionar en un ciclo continuo o en un solo ciclo. El proceso también se puede desplazar hacia o desde cualquier paso de la matriz. Use los siguientes pasos para ejecutar un perfil preconfigurado de velocidad en el variador: 1. Vuelva a RSNetWorx y a la lista de parámetros. 2. Cambie el valor del parámetro 88 [Speed/Torque Mod] a Pos/Spd Prof. Esto cambia la configuración del variador para que siga un perfil de velocidad en vez de una referencia de velocidad externa. 3. Haga clic en Apply y seguidamente en Yes para efectuar la descarga. 4. Arranque el variador; para ello pulse el botón amarillo PF700 de la unidad de demostración o el botón del módulo de interface de operador (HIM). Observe la velocidad del motor a medida que el variador pasa por un perfil de velocidad de ejemplo con seis pasos. Debe seguir el siguiente perfil de velocidad:
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Espere hasta que el variador complete el perfil de velocidad. Observe que el variador se detiene después de que se ha completado el perfil. 5. Si desea hacer que se repita el perfil configure el “siguiente paso” del paso 5 como paso 1. Para realizarlo, cambie el valor del parámetro 767 [Step 5 Next] a 1. 6. Haga clic en Apply y seguidamente en “Yes” para efectuar la descarga. 7. Arranque de nuevo el variador. El perfil debe repetirse continuamente hasta que usted pare el variador. 8. Detenga otra vez el variador. 9. Modifique la velocidad y duración del paso 4 de la siguiente forma:
Cambie el valor del parámetro 751 [Step 4 Velocity] a 60.0 Hz. Cambie el valor del parámetro 754 [Step 4 Value] a 12, lo cual cambiará la duración del paso a 12 s.
10. Haga clic en Apply y seguidamente en “Yes” para efectuar la descarga. 11. Arranque el variador; para ello pulse el botón amarillo PF700 en la unidad de demostración o el botón del HIM. Observe que la velocidad del motor durante el paso 4 sea de 60 Hz en el sentido de avance. Además, el paso debe durar 12 s en vez de 6 s. 12. Pare el variador; para ello pulse el botón azul PF700 en la unidad de demostración o el botón del HIM.
Protección del motor y del proceso con la detección flexible de fallos Los variadores PowerFlex disponen de diagnósticos exhaustivos. Los mensajes de alarmas y fallos protegen su equipo. Muchos de estos mensajes de fallos y alarmas son configurables, de modo que puede personalizarlos para sus aplicaciones. Uso del algoritmo flexible de sobrecarga de motor para proteger el motor Para aplicaciones de un solo motor, el variador se puede programar para proteger el motor frente a condiciones de sobrecarga. Una función electrónica de sobrecarga térmica I 2T emula el funcionamiento de un relé de sobrecarga térmica. Esta operación se basa en tres parámetros: el parámetro 42 [Motor NP FLA], el parámetro 48 [Motor OL Factor] y el parámetro 47 [Motor OL Hertz]. El parámetro 42 [Motor NP FLA] se multiplica por el parámetro 48 [Motor OL Factor] para permitir al usuario definir el nivel continuo de corriente permitido por el protector de sobrecarga térmica del motor. El parámetro 47 [Motor OL Hertz] se emplea para permitir al usuario ajustar la frecuencia por debajo de la cual se reduce la capacidad de sobrecarga del motor.
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El motor puede funcionar continuamente a un régimen de hasta el 102% del amperaje de plena carga (FLA). Si se acaba de activar el variador, funcionará al 150% del FLA durante 180 segundos. Si el motor hubiese estado funcionando al 100% durante más de 30 minutos, el variador funcionará al 150% del FLA durante 60 segundos. Estos valores presuponen que el variador funciona por encima del parámetro 47 [Motor OL Hertz, y que el parámetro 48 [Motor OL Factor] está establecido en 1.00. El funcionamiento por debajo del 100% de corriente hace que el cálculo de la temperatura refleje el enfriamiento del motor.
El parámetro 47 [Motor OL Hertz] define la frecuencia a la que debe comenzar la reducción de la capacidad de sobrecarga del motor. La capacidad de sobrecarga del motor se reduce cuando funciona por debajo del valor del parámetro 47 [Motor OL Hertz]. Para todos los ajustes de [Motor OL Hertz] distintos de cero, la capacidad de sobrecarga se reduce al 70% a una frecuencia de salida de cero.
1. Vuelva al parámetro 88 [Speed/Torque Mod] en RSNetWorx y cambie de nuevo el valor a Speed Reg. Esto configura el variador para poder seguir un comando de velocidad. 2. Cerciórese de que el valor del parámetro 90 [Speed Ref A Sel] está establecido en el valor de Analog In 2. Esto le permite controlar la referencia de velocidad con el potenciómetro de la unidad de demostración.
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3. Cambie el valor del parámetro 48 [Motor OL Factor] a 0.45 para simular una condición de sobrecarga. Nota: En este ejercicio, no utilice el freno para simular una condición de sobrecarga . El parar el motor con el freno causaría un error entre el comando de velocidad y la velocidad real. El variador respondería a este error incrementando la corriente del motor para aumentar el par y evitar el error. La mayor corriente en el motor provocaría un error de interpretación de las lecturas del tiempo de disparo por sobrecarga del motor.
4. Haga clic en Apply y seguidamente en Yes para efectuar la descarga. 5. Mediante el HIM del variador o RSNetWorx, muestre el parámetro 221 [Mtr OL Trip Time] y observe su evolución en los pasos siguientes. Si utiliza RSNetWorx para mostrar el parámetro, cerciórese de que está en modo de monitor. 6. Gire el potenciómetro de entrada analógica PF700 completamente hacia la derecha de modo que el variador funcione a máxima velocidad cuando lo arranque. 7. Arranque el variador usando el botón amarillo Start del PowerFlex 700. Haga funcionar el variador a máxima velocidad y observe el parámetro 221 [Mtr OL Trip Time]. 8. Antes de que se dispare el variador, reduzca el potenciómetro de entrada analógica de modo que el variador funcione a una velocidad por debajo de 20 Hz. Continúe observando el parámetro 221 [Mtr OL Trip Time]. El tiempo que aparece en el parámetro 221 [Mtr OL Trip Time], debe acelerar la cuenta regresiva cuando el variador está funcionando a la velocidad menor. Esto ilustra cómo la función I 2T del variador explica el menor enfriamiento del motor a velocidades más bajas. 9. Si el variador entra en fallo, borre el fallo usando el botón de operador (HIM) del variador.
del módulo de interface
10. Ponga de nuevo el valor del parámetro 48 [Motor OL Factor] en 1.00 para lo que resta de la práctica de laboratorio. Haga clic en Apply y seguidamente en “Yes” para efectuar la descarga.
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Protección del motor y del proceso con la detección flexible de fallos Esta sección le muestra cómo configurar una entrada digital en el variador para reaccionar a los circuitos de fallo auxiliar. Uso de la flexibilidad de un fallo auxiliar programable para proteger el proceso Usted puede configurar una de las entradas digitales del variador para un fallo auxiliar. Puede cablear la entrada a un contacto que se abra cuando la temperatura del motor suba demasiado o a cualquier otro circuito que se abra cuando se produzca un fallo. 1. Vuelva a RSNetWorx y reconfigure las entradas digitales del variador para este ejercicio. •
Cambie el valor del parámetro 361 [Digital In1 Sel] a Stop – CF.
•
Cambie el valor del parámetro 363 [Digital In1 Sel] a Aux Fault. Esta configuración prepara la entrada digital que llega al contacto normalmente cerrado del botón azul PF700 para un fallo auxiliar.
2. Haga clic en Apply y seguidamente en “Yes” para efectuar la descarga. 3. Arranque el variador mediante el botón amarillo PF700 y haga funcionar el variador. 4. Pulse el botón PF700 de la unidad de demostración. 5. Observe el fallo en el HIM. 6. Borre el fallo resultante usando el botón
del HIM.
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Capítulo 5: Procesamiento y control de nivel del dispositivo con E3 Plus y DeviceLogix, y minimización del tiempo improductivo con el cambio automático de dispositivo. Observamos que el contactor 500FC se puede controlar desde el PanelView mediante el E3 Plus a través de la red de comunicaciones. Esta sección muestra cómo el E3 Plus puede proporcionar un control básico usando DeviceLogix como dispositivo autónomo, brindando control manual de arranque-paro o realizando una secuencia automática. El E3 Plus dispone de 4 entradas y 2 salidas incorporadas. Las mismas se han definido especialmente para esta demostración como sigue: Entrada 1 Selector del E3 Plus
Salida A
Entrada 2 E3 Plus – Arranque amarillo Entrada 3 E3 Plus – Paro azul Entrada 4 { No se usa }
Salida B
Boletín 500FC – Bobina del contactor Luz indicadora de E/S del E3 Plus
1. Ponga el controlador ControlLogix en modo de programación. 2. Pulse los botones E3+ amarillo y azul de la unidad de demostración del control del motor. ¿Hay alguna respuesta del contactor 500FC? Nota: Si hay respuesta, póngase en contacto con el instructor para que le ayude.
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Usted creará el siguiente programa:
Creación del programa DeviceLogix 1. Regrese a RSNetWorx para DeviceNet y verifique que está en línea. El icono en la esquina superior derecha debería proporcionar una representación animada. 2. Haga doble clic en el icono E3 Plus. Haga clic en la ficha DeviceLogix.
3. Aparecerá la ventana EDS Editor siguiente; seleccione Upload.
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situado
4. Haga clic en el botón Start Logic Editor...
5. Cuando aparezca el cuadro de diálogo DeviceLogix Editor Style, seleccione el botón “Function Block Editor” y haga clic en OK.
Ya está listo para empezar a hacer su programa lógico. El editor lógico consta de varios bloques de funciones, temporizadores, contadores, enclavamientos, entradas y salidas. 6. En Logic Editor haga clic en “Edit” para entrar al Edit Mode.
Si hay lógica ya presente, comuníquese con el instructor.
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7. Haga clic en “Yes” para pasar al modo de edición.
8. Cuando esté en el modo “Edit”, verá dos fichas que contienen botones lógicos, los cuales se usan para crear el programa lógico.
9. Crearemos el siguiente programa DeviceLogix en esta práctica de laboratorio. Una vez completado, este programa habilitará el botón pulsador rotulado “E3+ I/O” para activar y desactivar el contactor. El botón pulsador azul, en caso de pérdida de la conexión de red, se usará para iniciar una secuencia de ciclos del contactor. La luz piloto indicará que la máquina está ejecutando la secuencia de ciclos.
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Creación de un programa DeviceLogix para control manual. 1. Seleccione una entrada discreta; para ello haga clic en el icono
.
2. Haga doble clic sobre el signo de interrogación de la entrada recientemente insertada.
3. Haga clic nuevamente en la flecha del menú, expanda la selección Hardware Boolean, y resalte y seleccione Input 2 mediante un doble clic en la entrada 2.
4. Seleccione un bloque Count UP (contador progresivo) mediante un clic en el icono 5. Arrástrelo para colocarlo de manera similar a la mostrada a continuación.
6. Seleccione otro bloque Count Up mediante un solo clic en el icono
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.
.
7. Arrástrelo a la cuadrícula y colóquelo de manera similar a la mostrada a continuación.
8. Cambie los valores predeterminados a 1 y 2 respectivamente; para ello haga clic en el botón de puntos suspensivos ; seguidamente vaya a la ficha Parameters y edite el valor.
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9. Conecte Input 2 a CU Enable en ambos bloques Count Up Haga clic en Input 2. (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a la entrada Count Up. (El punto de conexión de pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión. • •
•
10. Conecte la salida de DN de Count UP (valor preseleccionado = 2) a la entrada de restablecimiento de ambos bloques Count Up. Haga clic en DN del bloque Count Up (valor preseleccionado = 2). (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Reset del bloque Up Count (valor preseleccionado = 2). (El punto de conexión de pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión. Haga clic en DN del bloque Count Up (valor preseleccionado = 2). (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Reset del bloque Up Count (valor preseleccionado = 1). (El punto de conexión de pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión. •
•
• •
•
•
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11. Encuentre el bloque BAND; para ello, haga clic en la ficha Move/Logical y seguidamente seleccione el icono
.
12. Haga clic sobre el bloque BAND y arrástrelo para colocarlo a la derecha de los contadores progresivos (Count Up), como se muestra a continuación. 13. Conecte el DN de Count Up (preseleccionado = 1) a Input 1 del bloque BAND.
Haga clic en DN de Count Up (preseleccionado = 1). (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Band Input 1. (El punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
14. Haga clic y arrastre el bloque BOR mediante un clic en el icono
.
15. Colóquelo a la derecha del bloque BAND. 16. Conecte Output de BAND a Input 1 del bloque BOR.
Haga clic en Output del bloque BAND. (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a BOR Input 1. (El punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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17. Seleccione una salida discreta mediante un clic en el botón y seguidamente arrástrela a la cuadrícula a la derecha del bloque BOR y haga clic para fijarla. 18. Seleccione Output A como salida recientemente añadida.
Haga doble clic en el signo de interrogación de la salida recientemente insertada. Haga clic nuevamente en la flecha del menú. Expanda la selección Hardware Boolean y seleccione Output A.
19. Conecte Output de BOR a Output A.
Haga clic en BOR Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Output A (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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Creación de un programa DeviceLogix para secuenciamiento automático 1. Añada una nueva Input mediante un clic en el icono y colóquela debajo de los bloques previamente creados y al lado izquierdo de la página. 2. Seleccione Input 3 como entrada recientemente añadida.
Haga doble clic en el signo de interrogación de la entrada recientemente insertada. Haga clic nuevamente en la flecha del menú.
Expanda la selección Hardware Boolean y seleccione Output A
3. Añada otra nueva entrada mediante un clic en el icono
y colóquela debajo de Input 3.
4. Seleccione una nueva Status Input: I/O Cnxn Fault.
Haga doble clic en el signo de interrogación de la entrada recientemente insertada. Haga clic nuevamente en la flecha del menú. Expanda la selección de Status Input, desplácese y seleccione I/O Cnxn Fault.
5. Seleccione un bloque BAND mediante un clic en el icono de Input 3 y las entradas I/O Cnxn Fault.
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y colóquelo a la derecha
6. Conecte Input 3 a BAND Input 1.
Haga clic en Input 3 (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a AND Input 1 (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
7. Conecte I/O Cnxn Fault a BAND Input 2.
Haga clic en I/O Cnxn Fault (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Band Input 2 (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
8. Seleccione un bloque SETD (Latch Set) mediante un clic en el botón la cuadrícula a la derecha del bloque BAND.
y colóquelo en
9. Conecte Output del bloque BAND a SETD Input.
Haga clic en AND Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a SETD Input (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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10. Conecte la salida SETD Output a BAND Input 2 y cambie el signo. [El operador AND se colocó antes durante la programación de la parte “Manual” de DeviceLogix ]
Haga clic en SETD Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Band Input 2 (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para terminar la conexión.
Coloque el cursor sobre la línea/conexión que se acaba de realizar. Haga clic con el botón derecho del mouse en la línea y seleccione Negate. La línea tendrá ahora un círculo en el extremo del punto de conexión.
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11. Seleccione un On Delay Timer de la ficha Timer/Counter mediante un clic en el icono a la derecha del bloque SETD. 12. Conecte SETD Output a Timer Enable.
Haga clic en SETD Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Timer Enable (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
13. Establezca el valor predeterminado del temporizador; para ello haga clic en el cuadro de puntos suspensivos de la parte superior derecha; seguidamente vaya a la ficha Parameters, cambie Pre Value a 2000 y haga clic en OK.
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14. Conecte TONR DN a BOR Input 2 (el operador OR se colocó antes cuando se programó la parte “Manual” del DeviceLogix).
Haga clic en TONR DN. (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a BOR Input 2 (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
15. Seleccione una nueva salida discreta mediante un clic en el botón a la derecha del bloque TONR más recientemente añadida.
y colóquela
16. Seleccione Output B y haga clic en OK. Status Input: I/O Cnxn Fault.
Haga doble clic en el signo de interrogación de la salida recientemente insertada. Haga clic nuevamente en la flecha del menú. Expanda la selección Hardware Boolean, desplácese y seleccione Output B.
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17. Conecte DN de Timer On Delay with Reset a Output B.
Haga clic en Timer On Delay with Reset DN (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Output B (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
18. Seleccione un segundo “Timer On Delay with Reset” mediante un clic en el icono y colóquelo a la derecha del Timer anterior. 19. Conecte DN del primer Timer On Delay with Reset a TimerEnable del segundo Timer On Delay with Reset.
Haga clic en el primer Timer On Delay with Reset (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Input del segundo Timer On Delay with Reset (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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20. Establezca el valor predeterminado del segundo temporizador; para ello haga clic en el cuadro de puntos suspensivos de la parte superior derecha; seguidamente vaya a la ficha Parameters y cambie Pre Value a 3000 y haga clic en OK.
21. Conecte DN del segundo Timer On Delay with Reset a Reset del primer Timer On Delay with Reset y seleccione Assume Data is Available.
Haga clic en el segundo On Delay Timer Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Reset del primer On Delay Timer (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
Coloque el cursor sobre la línea/conexión que se acaba de realizar.
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Haga clic con el botón derecho del mouse en la línea y seleccione Assume Data Available. La línea tendrá ahora una flecha doble en el extremo del punto de conexión.
22. . Haga clic en el botón
para seleccionar un Count Up.
23. Arrástrelo a la cuadrícula situada a la derecha del segundo bloque Timer On Delay with Reset y haga clic para colocarlo. 24. Conecte DN del segundo Timer On Delay with Reset a CUEnable del primer Count Up.
Haga clic en el segundo On Delay Timer Output (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a CuEnable de Count Up (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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25. Establezca Preset Value; para ello haga clic en el cuadro de puntos suspensivos de la parte superior derecha; seguidamente vaya a la ficha Parameters, cambie Pre Value a 5 y haga clic en OK.
26. Conecte Output de Up Counter a su propio Reset.
Haga clic en Counter UP DN (el punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Reset de Count Up (el punto de conexión se pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
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27. Conecte Output de Count UP a SR Latch Reset y seleccione Assume Data Available.
Haga clic en Up Counter Output. (El punto de conexión se pondrá verde). Haga una conexión a Reset de SR Latch. (El punto de conexión de pondrá de nuevo verde si la conexión es válida). Haga clic para completar la conexión.
Coloque el cursor sobre la línea/conexión que se acaba de realizar. Haga clic con el botón derecho del mouse en la línea y seleccione Assume Data Available. La línea tendrá ahora una flecha doble en el extremo del punto de conexión.
28. Una vez completado el diagrama DeviceLogix, se verá similar al siguiente:
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29. En el menú “Edit”, seleccione “Recovery Mode”. Haga clic en “Enabled” cuando aparezca. Haga clic en “OK” para terminar.
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30. Compruebe que la lógica del programa es válida; para ello haga clic en (botón de verificación de lógica).
Si la lógica es válida y ha pasado la verificación, aparece el cuadro de diálogo siguiente.
Haga clic en OK para continuar.
31. Pulse
Si la lógica no pasa la verificación, aparecerá el cuadro de diálogo siguiente. Haga clic en OK para volver al editor lógico, realice las correcciones necesarias y vuelva a verificar el programa.
(botón del modo de edición) para salir del editor.
32. Coloque el conmutador de llave del 1756-L63 PLC en el modo PROG.
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33. Descargue el programa al E3 Plus; para ello seleccione Download en el menú desplegable de comunicación.
34. Haga clic en OK una vez que la descarga concluya satisfactoriamente.
35. Aparecerá el siguiente mensaje si la descarga no concluye satisfactoriamente porque el conmutador de llave está en la posición REM o RUN.
36. Desde el menú desplegable de comunicación, seleccione: Logic Enable On para habilitar la lógica en el E3 Plus.
37. Haga clic en “File” en la barra de menú y en “Close” para salir de la pantalla del editor. Haga clic en “OK” para terminar.
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38. Aparecerá la siguiente advertencia; haga clic en “OK” para continuar
39. Haga clic en “Apply” y en “OK” para terminar.
40. Coloque de nuevo el conmutador de llave del 1756-L63 PLC en el modo RUN. Prueba de la lógica – El E3 Plus ya está programado para uso autónomo con dos modos de operación disponibles: Desconecte un extremo de los cables de conexión DeviceNet (de color amarillo). Así se asegurará de que la conexión al procesador ControlLogix y al escáner DeviceNet se ha desconectado totalmente. Asegúrese de que el selector de alimentación DNet de la unidad de demostración “IMC Drive Side” está en la posición ON.
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Manual – Con el DeviceLogix ya programado, el botón “E3+ I/O” amarillo actúa como un circuito de enclavamiento/desenclavamiento mediante un solo botón. 1. Pulse el botón amarillo ubicado debajo de la etiqueta “E3+ I/O” en la unidad de demostración para encender el contactor. 2. Al pulsar de nuevo el botón amarillo se apagará el contactor. Ejecución automática de ciclos – Cuando hay un fallo de conexión de E/S 3. Pulse el botón azul situado debajo de la etiqueta “E3+ I/O”.
El contactor 500FC se activará por 3 segundos y se apagará por 2 segundos. La luz piloto se encenderá al mismo tiempo que el contactor/motor están funcionando. El ciclo se ejecutará cinco veces y se apagará.
4. Vuelva a comprobar el funcionamiento del DeviceLogix; para ello realice la secuencia de ciclos con los botones amarillo de arranque y azul de paro del E3+. 5. Vuelva a conectar el cable DeviceNet que conecta la unidad de demostración “IMC PanelView Side” a la unidad de demostración “IMC Drive Side”. El usar la alimentación eléctrica de DeviceLogix con un dispositivo tal como el E3 Plus puede proporcionar algo más que información predictiva; también puede proporcionar control inteligente.
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Mimimización del tiempo improductivo con reemplazo automático de dispositivos El implementar en una red DeviceNet el reemplazo automático de dispositivos (ADR), una función exclusiva de los escáneres DeviceNet de Rockwell Automation, permite una inmediata puesta en servicio de nodos y una precisa configuración de dispositivos en caso de pérdida o daño de componentes. Permite que el sistema se pueda comunicar rápidamente y minimiza el tiempo improductivo. La finalidad del reemplazo automático de dispositivos (ADR) es disminuir considerablemente el tiempo de configuración cuando se cambia un dispositivo de la red debido a un fallo. El ADR es una función exclusiva de los escáneres DeviceNet de Rockwell Automation. Permite a un escáner maestro mantener almacenados en memoria los datos de configuración de los dispositivos que están en su lista de escán. Si un dispositivo deja de funcionar, se puede añadir un dispositivo de reemplazo a la red; el escáner automáticamente reconocerá el nuevo producto inteligente y enviará los parámetros de configuración (del dispositivo reemplazado) al nuevo equipo. Esta función de ADR se denomina recuperación de configuración. La segunda parte del ADR se denomina recuperación automática de dirección e implica la reasignación automática de la dirección de un nodo al dispositivo de recambio. Dado que el escáner almacena también el programa DeviceLogix, éste también se descargará al dispositivo. La sección siguiente proporciona un ejemplo del ADR con recuperación de la configuración, que incluye el programa DeviceLogix anteriormente diseñado y la recuperación automática de dirección. Cubrir esta sección le debería tomar unos 10 minutos. Configuración de ADR en el escáner DeviceNet 1. Vuelva a RSNetWorx para DeviceNet y haga doble clic en Node 00, escáner.
2. Haga clic en la ficha ADR. 3. Aparece el cuadro de diálogo “Scanner Configuration Applet”. Haga clic en Upload.
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4. Haga clic en la casilla Enable Auto-Address Recovery para activar esta función. Haga clic en “Yes” cuando se le pregunte si está seguro de que desea habilitar esta función. 5. Resalte Node 06, E3 Plus y seguidamente seleccione “Load Device Config”. Notará que el valor “# Bytes ” junto al E3 Plus aumenta a 1630 (para RSNetWorx versión 6) o a 1754 (para RSNetWorx versión 7). De no ser así, avísele a su instructor.
6. Haga clic en las casillas indicadas para habilitar tanto la recuperación de configuración como la recuperación automática de dirección.
Nota: ¡Asegúrese de que el controlador esté en el modo de programación antes de continuar!
7. Haga clic en Download to Scanner para descargar la nueva configuración del ADR al escáner ( no haga clic en Apply ). Haga clic en “Yes” cuando se le pregunte si está seguro de que desea realizar la descarga. 8. Cierre la ventana de configuración del escáner; para ello haga clic en OK.
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Prueba de la función ADR 1. Antes de continuar, compruebe que el programa DeviceLogix está funcionando. Arranque y pare el motor; para ello haga clic en el botón amarillo “E3+ I/O”. 2. Desde aquí en adelante, deje el E3 Plus en el modo manual con el motor en funcionamiento. Haga doble clic en Node 06, relé de sobrecarga E3 Plus.
3. Haga clic en la ficha DeviceLogix y seguidamente en Start Logic Editor. Si se le pregunta si desea realizar la carga, seleccione “Yes”.
4. Haga clic en el icono de Edit para entrar en el modo Edit. Haga clic en “Yes” para continuar. 5. Borre el programa actual DeviceLogix, para lo cual debe seleccionar todos los elementos y hacer clic en la tecla . Consejo: Para borrar todos los elementos de una vez, haga clic dentro de la cuadrícula y arrastre el cuadro para encerrar toda la lógica. 6. Salga del modo Edit; para ello cancele la selección del icono Edit y seguidamente seleccione Download en el menú desplegable. 7. Si se le pregunta si desea desactivar la lógica, haga clic en “Yes”. 8. Si se le pregunta si desea volver a activar la lógica, haga clic en “No”. Haga clic en OK cuando haya concluido la descarga. 9. Haga clic en “File” en la barra de menús y en “Close” para salir de la pantalla del editor. 10. Haga clic en “OK” para continuar.
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11. Haga clic en OK para cerrar la pantalla de configuración de parámetros E3 Plus. 12. Compruebe que el programa DeviceLogix ya no está en el E3 Plus mediante los botones “E3+ I/O”. (Presione el botón pulsador “E3+ I/O” amarillo). 13. Desenchufe el conector DeviceNet de la parte frontal del E3 Plus. Puede que tenga que usar un destornillador para aflojar los tornillos de montaje. Observe que el indicador LED de estado del escáner DeviceNet indica ahora un error y que mostrará alternadamente un mensaje de error: N06 / E78, que nos informa que el E3 Plus ya no se está comunicando con la red. La pantalla del escáner es el mejor sitio para conseguir información sobre el estado de los dispositivos de la red. 14. Use un destornillador pequeño para cambiar los conmutadores de dirección ubicados en la parte frontal del E3 del Nodo 06 al Nodo 99 . El ajuste de 99 es la configuración predeterminada del conmutador de hardware para todos los dispositivos nuevos que salen de la fábrica. Con este valor el E3 adoptará la dirección de nodo 63. 15. Enchufe el conector DeviceNet en la parte frontal del E3. En este punto, el E3 ya se ha puesto de nuevo en su configuración predeterminada. Luego de unos pocos segundos deberá notar que el indicador LED de estado del escáner DeviceNet ya no indica un error y aparecerá alternadamente un mensaje: RUN / A#00, que nos informa que el E3 Plus ya se está comunicando de nuevo con la red. La pantalla del escáner es el mejor sitio para conseguir información sobre el estado de los dispositivos de la red. 16. Desconecte un extremo de los cables DeviceNet (de color amarillo). Así se asegurará de que la conexión al procesador ControlLogix y al escáner DeviceNet se ha desconectado totalmente. 17. Pulse el botón “E3+ I/O” azul para comprobar que el DeviceLogix se ha descargado y activado. El motor realizará 5 veces el ciclo de encendido y apagado.
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Capítulo 6: Medición dinámica de vibraciones mediante el módulo XM-121 Esta práctica de laboratorio explora el módulo XM compatible con DeviceNet. El módulo de medición dinámica XM-121 es un monitor para uso general de 2 canales que acepta entradas dinámicas de medición, tales como vibración, presión y tensión mecánica. El mismo puede desplegarse en una red DeviceNet para proporcionar datos críticos e información de estado en tiempo real a procesadores, sistemas de monitoreo de condiciones y demás módulos XM. Este módulo puede detectar fallos mecánicos y eléctricos debido a desequilibrio, mal alineamiento, desgaste de cojinetes, grietas y fricción del rotor. Esta protección y monitoreo continuo en línea de sistemas de motores ofrece una confiabilidad superior de la máquina y constituye un componente importante del concepto general del control inteligente de motores.En esta práctica de laboratorio se muestra lo siguiente: a) La mayoría de las señales de vibración son de régimen permanente. b) Los transductores de vibración son muy sensibles y pueden detectar cambios muy pequeños en una máquina en movimiento. c) Eventos transitorios como, por ejemplo, impactos por la caída de herramientas y la cavitación de tuberías de procesos que se están reajustando, pueden causar falsas alarmas. Para evitar estos problemas, las alarma de vibración tienen retardos de tiempo ajustables. Así se exige que la vibración permanezca por encima de un valor preseleccionado durante un tiempo definido antes de que se indique una alarma.
Demostración de una protección de motor mejorada con funciones de monitoreo y alarmas La serie de módulos de E/S inteligentes XM® de Allen-Bradley® puede procesar en tiempo real los parámetros críticos usados en la evaluación del estado actual y predecir el estado futuro de motores industriales, proporcionando así protección de motores donde se necesita y reduciendo el tiempo improductivo.
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Observación de la tendencia de las vibraciones 1. Coloque el conmutador “IMC Motor Select” en la posición E1+ y el conmutador “E1+ HandOff-Auto” en la posición “Auto”. Usaremos el E1 Plus para arrancar y parar el motor.
2. Presione el botón “More Devices” situado en la esquina superior derecha de la pantalla “Device Selection”. 3. Esto le llevará a la segunda página de la pantalla “Device Selection”, que tiene el botón XM Module. Presione el botón XM-121. 4. Esto le llevará a la pantalla del módulo XM. La mayor parte de esta pantalla está ocupada por una vista que muestra la tendencia de las vibraciones monitoreadas por un canal, el cual está conectado al motor mediante un transductor. El eje X de la tendencia muestra el sello de hora, mientras que el eje Y representa el valor general del canal 1. El eje Y de la pantalla de tendencias es escalable por el usuario. 5. Arranque el motor usando el botón “Start motor con E1 Plus”. Debe ver un gráfico de tendencia azul. De no ser así, quizás necesitemos ajustar la escala en el eje Y. Puede hacer esto usando el botón “Set Max Graph Scale” para cambiar la escala del gráfico hasta que la línea de tendencia azul se alinee entre 1/2 y 2/3 del gráfico de tendencia. Una vez que haya hecho esto, la tendencia que estará observando es la tendencia de vibración del disco giratorio en funcionamiento normal (sin la operación del freno manual). 6. Observe la tendencia de vibración del motor en funcionamiento. Observe el valor aproximado de la tendencia del motor en funcionamiento. (General del canal 1). _______________________ En esta práctica de laboratorio, consideraremos el nivel de vibración del estado estable del motor en funcionamiento. Use el botón “Set Vibration Alarm” para establecer un valor de alarma que sea 5.0 unidades más alto que el nivel de vibración en régimen permanente durante el funcionamiento normal. Ejemplo: Si el nivel de vibración en régimen permanente es de 12 unidades, establezca el valor de alarma en 17 unidades.
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7. Ahora, para inducir algunas señales de vibración, aplique parcialmente el freno de mano y suéltelo. Haga esto rápida y repetidamente. Verá cómo la tendencia de vibración comienza a mostrar picos. En la intersección de picos de la pantalla, quizás la escala de visualización de tendencia en el eje Y tenga que ajustarse nuevamente. Cuando estos picos cruzan el punto de ajuste de alarma, el indicador amarillo “Vibration Alarm” situado en la esquina superior izquierda de la pantalla informa al usuario sobre esta situación. Los picos observados en la tendencia son causados por la deflexión del freno de mano del disco giratorio. El sensor de vibración sin contacto (que puede verse a través de la tapa protectora de plástico transparente) puede medir los cambios en distancia desde su punta hasta 0.0001 pulgadas. Las deflexiones inducidas están simulando un motor cuyos cojinetes están comenzando a fallar. Conforme las máquinas giran, con el tiempo los cojinetes comienzan a desgastarse. Este desgaste permite que el eje de la máquina se mueva con más libertad. Los transductores de vibración están diseñados para medir este movimiento y dar al usuario una medición precisa de cuánta holgura está presente en el motor. 8. Cambie el punto de ajuste de alarma a un valor ligeramente mayor (aproximadamente de 0.3 a 0.5 unidades) que el valor de tendencia en régimen permanente. Esto debe hacer que la indicación de alarma aparezca y desaparezca en sucesiones rápidas. Observe que la pantalla Vibration Alarm se borra automáticamente cuando el pico cae por debajo del valor en régimen permanente. Esta simulación muestra la rapidez con que las fuentes de vibración errantes pueden causar picos en el nivel general de vibración. Ahora, si la alarma tiene un retardo de, digamos 1 a 3 segundos, no se activaría ninguna alarma. Esto demuestra lo importante que es conocer su máquina y saber que necesita establecer retardos de tiempo de alarmas para evitar alarmas falsas e intempestivas. 9. Use el botón “Stop Motor” para detener el motor en marcha, pero NO aplique el freno de mano. Observe la línea de tendencia azul. Verá una pequeña reducción de la vibración, y seguidamente una subida y una rápida bajada de la señal de vibración. Esto muestra una señal de inercia típica de la vibración del motor. Una de las posibles razones de esta ligera subida en la vibración podría deberse a una resonancia de la máquina relacionada con la velocidad. En algunas aplicaciones, como las turbinas grandes de vapor, es muy importante que la máquina pase por sus velocidades de resonancia rápidamente para evitar daños por alta vibración.
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Apéndice A: Conexión y energización de la unidad de demostración
!
ATENCIÓN: Debajo de las cubiertas del producto existen voltajes peligrosos. El contacto con los circuitos existentes debajo de la cubierta puede provocar la muerte o lesiones graves por choque eléctrico. NO retire las cubiertas del producto.
Ésta es una guía para configuración del equipo, destinada a los instructores y el personal encargado de las prácticas de laboratorio.
Conexiones de los cables 1. Desconecte la alimentación eléctrica de ambas unidades de demostración. 2. Conecte el puerto Ethernet de la computadora al conmutador Ethernet en la unidad de demostración ControlLogix. 3. Compruebe que el puente Ethernet del ControlLogix 1756-ENBT esté conectado al conmutador Ethernet de la unidad de demostración ControlLogix. 4. Conecte un extremo del cable DeviceNet al conector para tabique ubicado en la parte superior derecha de la unidad de demostración ControlLogix.
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5. Conecte el otro extremo del cable DeviceNet al conector para tabique ubicado en la parte inferior izquierda de la unidad de demostración de control de motores.
Abra la cubierta del variador PowerFlex 700. En el PowerFlex 700, confirme que el cable plano que conecta el 20-COMM-D al variador esté firmemente instalado. Cierre la cubierta del variador PowerFlex 700. 6. Vuelva a conectar la alimentación de 115 VCA a ambas unidades de demostración.
Energización del equipo de demostración 1. Encienda la unidad de demostración ControlLogix; para ello coloque el conmutador de 120 VCA, situado en el lado inferior derecho, en la posición de encendido (1). Además, compruebe que el disyuntor esté en la posición de encendido (izquierda).
2. Encienda la unidad de demostración de control de motores; para ello coloque el conmutador de 120 VCA, situado en el lado inferior izquierdo, en la posición de encendido (1). Además, compruebe que el disyuntor esté en la posición de encendido (izquierda).
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Apéndice B: Valores de los parámetros del variador Parámetros relacionados con el motor Estos valores de parámetros son necesarios para que el variador funcione con el pequeño motor de demostración. Parámetro
Valor
41 [Motor NP Volts]
230
42 [Motor NP FLA]
0.6
44 [Motor NP RPM]
1600
45 [Motor NP Power]
0.09
46 [Mtr NP Pwr Units]
kilowatts
47 [Motor OL Hertz]
20
54 [Maximum Voltage]
230
Parámetros relacionados con las E/S Estos valores de parámetros son necesarios para que el variador funcione con los dispositivos del operador en la demostración. Parámetro
Valor
325 [Analog In 2 Hi]
10
326 [Analog In 2 Lo]
-10
361 [Digital In1 Sel]
No se usa
362 [Digital In2 Sel]
Start
363 [Digital In3 Sel]
Stop-CF
364 [Digital In4 Sel]
No se usa
365 [Digital In5 Sel]
No se usa
366 [Digital In6 Sel]
Enable
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Parámetros de referencia de velocidad bipolar Estos valores de parámetros son necesarios para la referencia de velocidad bipolar dentro de un rango de -100 a 100 Hz, y tasas de aceleración y deceleración de 1.0 s. Parámetro
Valor
55 [Maximum Freq]
130
82 [Maximum Speed]
70
91 [Speed Ref A Hi]
70
92 [Speed Ref A Lo]
-70
140 [Accel Time 1]
1
142 [Decel Time 1]
1
190 [Direction Mode]
Bipolar
Parámetros relacionados con el perfil de velocidad Estos valores de parámetros son necesarios para el ejemplo del perfil de velocidad: Parámetro
Valor
88 [Speed/Torque Mod]
Pos/Spd Prof
259 [Alarm Config 1]
Asegúrese de que el bit 17 [Prof Set Home] esté restablecido (0)
720 [Step 1 Type]
Time Blend
721 [Step 1 Velocity]
10
722 [Step 1 AccelTime]
1
723 [Step 1 DecelTime]
1
730 [Step 2 Type]
Time Blend
731 [Step 2 Velocity]
-20
732 [Step 2 AccelTime]
1
733 [Step 2 DecelTime]
1
740 [Step 3 Type]
Time Blend
741 [Step 3 Velocity]
30
742 [Step 3 AccelTime]
1
743 [Step 3 DecelTime]
1
750 [Step 4 Type]
Time Blend 89
751 [Step 4 Velocity]
-50
752 [Step 4 AccelTime]
1
753 [Step 4 DecelTime]
1
760 [Step 5 Type]
Time Blend
761 [Step 5 Velocity]
70
762 [Step 5 AccelTime]
1
763 [Step 5 DecelTime]
1
770 [Step 6 Type]
End
773 [Step 6 DecelTime]
1
775 [Step 6 Dwell]
0.20
Parámetros relacionados con la comunicación Para la comunicación con el controlador son necesarios los valores de parámetros siguientes: Parámetro
Valor
310 [Data Out A1]
3
311 [Data Out A2]
12
312 [Data Out B1
700
314 [Data Out C1]
1
Parámetros del 20-COMM-D En el adaptador de comunicaciones DeviceNet 20-COMM-D del variador son necesarios los parámetros siguientes: Los parámetros sombreados deben establecerse mediante el programa ControlLogix. Parámetro
Valor
3 [DN Addr Cfg]
8
10 [Comm Flt Action]
Stop
11 [Idle Flt Action]
Stop
13 [DPI I/O Cfg]
11111
25 [M-S Input]
11111
26 [M-S Output]
11111
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Apéndice C: Ajustes de la red y configuración de la práctica de laboratorio Esta sección contiene los ajustes de la red que son necesarios para configurar el equipo.
Direcciones DeviceNet
Nota: Se añadió un módulo XM (nodo 15) a esta red DeviceNet en la última revisión de la práctica
de laboratorio.
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Direcciones Ethernet
Configuración de la práctica de laboratorio Recuerde que antes de iniciar la sesión práctica de laboratorio debe hacer lo siguiente: 1. Inicie RSLinx. 2. Abra una copia original, que no haya sido modificada, del archivo predeterminado en RSNetWorx para DeviceNet. 3. Entre en línea con la red; para ello seleccione Network > Online o haga clic en el botón
.
4. Navegue por a la ventana “RSWho-like” desde el driver Ethernet o Ethernet/IP al puente Ethernet en el chasis ControlLogix, al puente DeviceNet en el chasis ControlLogix, a la red DeviceNet. 5. Espere a que RSNetWorx encuentre todos los nodos (nodo 0 – nodo 15) y seguidamente haga clic en Cancel. 6. Cerciórese de que el controlador ControlLogix esté en el modo de programación. 7. Realice una descarga a la red; para ello seleccione Network > Download to Network. Si un estudiante de la práctica de laboratorio anterior ha ejecutado el capítulo sobre DeviceLogix, RSNetWorx le preguntará si desea inhabilitar DeviceLogix a fin de realizar la descarga al relé de sobrecarga E3 Plus. Inhabilite DeviceLogix y no lo vuelva a habilitar. Quizás vea algunos errores de parámetros cuando realice la descarga.
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8. Ponga el controlador en el modo de marcha. 9. Haga la selección de la práctica de laboratorio de IMC desde la pantalla principal del PanelView como se muestra a continuación. Pruebe cada dispositivo; para ello hágalos funcionar desde la pantalla del PanelView.
Pantalla principal
10. Cuando haya concluido la prueba de dispositivos, salga del PanelView desde la pantalla principal. Es aquí donde comienza la práctica de laboratorio.
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Apéndice D: Comparación entre control convencional y control inteligente de motores (E1 Plus) La tabla siguiente compara el E1 Plus autónomo y el E1 Plus con sidecar DeviceNet. Control convencional de motores
Control inteligente de motores Con el módulo E1 Plus DeviceNet se obtienen las siguientes ventajas:
Protección contra pérdida de fase
% promedio de corriente a plena carga basado en el ajuste del cuadrante.
Indicación visible de disparo
Porcentaje de uso térmico del motor conectado.
Autoenergizado
Estado de advertencia
Amplio rango de ajuste de 5:1
Estado de disparo
Contactos auxiliares aislados: 1 N.A. y 1 N.C. (clasificación AC15/B600)
Registro de disparos
Compensación de temperatura ambiente
Conexión del motor seleccionable: monofásica o trifásica
Conexiones de alimentación eléctrica con inserto moldeado
Parámetros programables de disparo y advertencia
Configuraciones IEC y NEMA
Modo de restablecimiento programable
Bajo consumo energético (150 mW)
Ajustes programables de sobrecarga Ajustes programables de carga insuficiente Ajustes programables de atasco Definiciones de entradas programables Respuesta de salida programable a los fallos
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