Convertidor de frecuencia estático, sistema de vigilancia remota
Monitorización basada en PLC para convertidores de frecuencia estáticos
El sistema de supervisión remota PX Electronics SFC proporciona una supervisión independiente basada en PLC para convertidores de frecuencia estáticos instalados en ubicaciones remotas, sin supervisión o de importancia operativa.
El sistema supervisa señales eléctricas y operativas seleccionadas del SFC, registra alarmas y eventos operativos, y puede enviar notificaciones de fallas al personal designado. Según el proyecto, también puede proporcionar acceso remoto al estado, comandos de arranque y parada controlados, restablecimiento de fallas y reinicio automático tras condiciones de recuperación aprobadas.
La monitorización remota SFC se suele especificar para convertidores de más de 50 kVA, aunque también se puede aplicar a sistemas más pequeños donde la carga es crítica, la instalación es de difícil acceso o se requiere una detección temprana de fallos.
El sistema de vigilancia se suministra como parte del sistema general de control y monitorización de SFC. Complementa el sistema de protección existente del convertidor, pero no sustituye la protección de circuitos, los disparos internos, las paradas de emergencia ni los controles de seguridad de la planta.
Información del producto
Configuración de monitorización y alarmas de SFC
El sistema de vigilancia remota SFC se configura en función del convertidor, la carga conectada, los puntos de monitorización necesarios y la acción que se debe tomar cuando se produce una alarma o un fallo.
La lista final de señales depende del modelo SFC y de la información disponible de su controlador, medidores, dispositivos de protección y sensores externos.
Señales típicas monitorizadas
| Grupo de seguimiento | Señales típicas |
|---|---|
| Estado operativo de SFC | Estado de disponibilidad, listo, en funcionamiento, detenido, advertencia, fallo y parada de emergencia |
| Suministro de entrada | Entrada disponible, estado de la tensión de entrada, estado de fase, pérdida de fase y estado del dispositivo de protección. |
| Suministro de salida | Voltaje de salida, corriente, frecuencia, potencia, estado de fase y estado de disponibilidad de salida. |
| Condiciones del convertidor | Sobretemperatura, sobrecarga, sobretensión, subtensión, cortocircuito y fallo interno del convertidor. |
| Sistema de refrigeración | Funcionamiento del ventilador, advertencia de refrigeración, estado del flujo de aire o temperatura del recinto donde se instalan sensores. |
| Aparamenta y enclavamientos | Posición del interruptor, estado del contactor, enclavamiento de puerta, circuito de parada de emergencia y de autorización externa. |
| Comunicaciones | Estado de la comunicación de SFC, latido del sistema de vigilancia, disponibilidad de la red y estado de la conexión remota. |
Solo es necesario incluir las señales requeridas para el proyecto. Se pueden añadir entradas analógicas y digitales adicionales cuando sea necesario monitorizar sensores de temperatura externos, interruptores de flujo de aire, dispositivos de protección o sistemas de bloqueo de la instalación.
Gestión de alarmas y eventos
El organismo de control puede clasificar los eventos según su importancia operativa.
Una advertencia puede indicar una condición que requiere atención, pero no detiene inmediatamente el SFC. Una falla o disparo indica que el convertidor se ha apagado o que la operación no debe continuar. Las alarmas de pérdida de comunicación pueden identificar cuándo el controlador de monitoreo deja de recibir una señal de actividad o actualización de estado válida.
Los registros de eventos pueden incluir:
- Fecha y hora
- Estado operativo de SFC
- Descripción de la alarma o avería
- Valores medidos cuando estén disponibles
- Actividad de comando remoto o local
- Reconocimiento de alarma
- Intentos de reinicio
- Intentos de reinicio automático
- Pérdida y restauración de las comunicaciones
La cantidad de historial almacenado y el método para descargar o visualizar los registros dependen del controlador y del paquete de comunicación seleccionados.
Lógica de reinicio automático
El reinicio automático es específico de cada proyecto y solo debe habilitarse para eventos recuperables acordados.
Una secuencia de reinicio típica puede requerir:
- El suministro de insumos debe haberse recuperado y mantenido estable durante un período definido.
- No debe estar activa la parada de emergencia ni el enclavamiento externo.
- No debe quedar ninguna falla por sobretemperatura, cortocircuito u otra falla de reinicio manual.
- La carga conectada debe poder reiniciarse automáticamente.
- El reinicio remoto debe ser habilitado por el operador autorizado.
- El retardo de reinicio configurado ha expirado.
El sistema de supervisión puede aplicar un número máximo de intentos de reinicio. Si el SFC falla repetidamente, el sistema puede entrar en un estado de bloqueo y requerir una inspección manual o un reinicio autorizado.
Las paradas relacionadas con la seguridad, las paradas de emergencia, las sobrecargas repetidas, los cortocircuitos y las condiciones de temperatura anormales no deberían, por lo general, provocar un reinicio automático sin una investigación previa.
Especificación de un sistema de vigilancia remota SFC
El sistema de monitorización debe configurarse en función de las señales de control del SFC, las comunicaciones de la planta y la respuesta requerida por el cliente ante cada condición de alarma.
Informacion requerida
| Requisito | Información para proporcionar |
|---|---|
| Detalles de SFC | Modelo del convertidor, capacidad, alimentación de entrada, tensión de salida, frecuencia de salida y disposición de fases. |
| Puntos de monitoreo | Valores eléctricos requeridos, estados de funcionamiento, advertencias, fallas, posiciones de los interruptores y sensores externos. |
| Respuesta de alarma | ¿Qué condiciones requieren notificación, apagado, confirmación, reinicio manual o recuperación automática? |
| Notificaciones remotas | Destinatarios de SMS, requisitos de escalamiento y cualquier método de notificación basado en la red. |
| Comandos remotos | Acceso o permiso solo para el estado de los comandos de inicio, parada, confirmación, reinicio y restablecimiento. |
| Política de reinicio | Condiciones de reinicio permitidas, tiempo de retardo, número máximo de intentos, comportamiento de bloqueo y fallos de reinicio manual. |
| Comunicación | Ethernet, RS485, Modbus RTU, Modbus TCP, contactos libres de potencial o integración con PLC, SCADA o BMS. |
| Conectividad del sitio | Cobertura de red móvil, responsabilidad de la tarjeta SIM, conexión Ethernet, cortafuegos, VPN y requisitos informáticos del sitio. |
| Instalación | Carcasa integrada o separada, grado de protección IP, alimentación auxiliar, entrada de cables y condiciones ambientales. |
| Documentación | Programación de E/S, matriz de alarmas, lógica de causa y efecto, registros FAT, instrucciones de funcionamiento y soporte para la puesta en marcha. |
Opciones
Notificación de fallos por SMS
Un módulo de comunicación celular puede enviar mensajes de alarma y de avería a los números de teléfono designados. La cobertura móvil del sitio y la configuración de la tarjeta SIM deben confirmarse antes del suministro.
Monitorización de Ethernet y redes
Se puede proporcionar conectividad Ethernet para el acceso a la red local, el estado remoto o la conexión a un sistema de monitorización más amplio.
Integración de RS485 y Modbus
Se puede utilizar RS485 con Modbus RTU o Ethernet con Modbus TCP para intercambiar datos de estado, alarma y medición con sistemas PLC, SCADA o BMS.
Contactos de alarma sin tensión
Los contactos de relé dedicados pueden proporcionar salidas simples de funcionamiento, advertencia, alarma común o fallo sin necesidad de una conexión a la red de datos.
Interfaz hombre-máquina (HMI) remota o pantalla de estado
Una interfaz hombre-máquina (HMI) local o remota puede mostrar el estado del sistema, las alarmas activas, los valores medidos, el historial de eventos y los controles autorizados.
Entradas de monitoreo adicionales
Se pueden proporcionar entradas digitales o analógicas adicionales para sensores de temperatura externos, interruptores de flujo de aire, alarmas de sala, contactos de disyuntores, interruptores de puerta o enclavamientos definidos por el cliente.
Paquete de reinicio automático
Se puede añadir un retardo de reinicio configurable, un número de reintentos y una lógica de bloqueo cuando el proceso conectado sea adecuado para un reinicio desatendido.
Suministro auxiliar independiente
Se puede especificar una fuente de alimentación auxiliar independiente o una fuente de control respaldada por el cliente cuando la monitorización deba permanecer activa durante la pérdida de la entrada principal del SFC.
Escalada de alarma
En función de la plataforma de monitorización seleccionada, se pueden asignar diferentes destinatarios o salidas a las condiciones de alerta, fallo y pérdida de comunicaciones.
Carcasa integrada o separada
El sistema de vigilancia puede integrarse en la caja de control SFC o suministrarse en un panel separado cuando el espacio, el acceso para la modernización o los requisitos ambientales así lo hagan preferible.
Carcasa con protección IP32 o IP54
Se puede ofrecer una mayor protección de la carcasa cuando el panel de vigilancia se instala en entornos industriales polvorientos, húmedos o expuestos.
Prueba de aceptación de fábrica
Durante las pruebas de aceptación en fábrica (FAT, por sus siglas en inglés) se pueden mostrar la matriz de alarmas, las señales monitorizadas, los mensajes remotos y las secuencias de reinicio aprobadas.
Puesta en servicio del sitio
La puesta en marcha in situ puede incluir la verificación de la señal, las pruebas de comunicación, la simulación de alarmas, la confirmación del destinatario y las pruebas de reinicio controlado.
Especificación típica del sistema de vigilancia remota SFC
La especificación final se prepara de acuerdo con los requisitos específicos de SFC y del emplazamiento.
| Especificación | Configuración típica |
|---|---|
| Aplicación | Supervisión independiente de los sistemas convertidores de frecuencia estáticos PX. |
| Uso recomendado | Normalmente, se utilizan fuentes de alimentación seguras (SFC) superiores a 50 kVA, en instalaciones remotas y en aplicaciones de carga crítica. |
| Control | PLC industrial o controlador de monitorización específico del proyecto |
| Entradas de monitoreo | Señales digitales, analógicas y derivadas de comunicaciones según el SFC y el cronograma de E/S del proyecto. |
| Medidas típicas | Voltaje, corriente, frecuencia y potencia cuando se disponga de señales de medición adecuadas. |
| Monitoreo de estado típico | Disponible, listo, en funcionamiento, advertencia, fallo, pérdida de fase, sobretemperatura, estado del interruptor y estado de las comunicaciones |
| Historial de eventos | Registros no volátiles con marca de tiempo de alarmas, fallas, comandos, reinicios y restablecimientos |
| Notificación remota | SMS como opción común, con notificación basada en la red disponible según la plataforma seleccionada. |
| Comandos remotos | Iniciar, detener, confirmar y reiniciar cuando lo permitan la filosofía de control y los enclavamientos acordados. |
| Reinicio automatico | Opcional, con permisos configurables, retardo, límite de reintentos y lógica de bloqueo. |
| Opciones de comunicación | RS485, Ethernet, Modbus RTU, Modbus TCP, contactos libres de potencial e interfaces específicas del proyecto. |
| Interfaz local | Indicación de estado o HMI opcional, según el sistema seleccionado. |
| Instalación | Integrado en el SFC o suministrado como una carcasa de monitorización independiente. |
| Cubierta | Seleccionados según las necesidades de la instalación, con opciones de protección IP22, IP32 e IP54 disponibles. |
| Compatibilidad | Los nuevos sistemas PX SFC o las aplicaciones de modernización están sujetos a la disponibilidad de la señal y a una revisión técnica. |
| Documentación | Programa de señales, matriz de alarmas, descripción de control, planos y registros de pruebas según lo acordado. |
Importante: El sistema estándar SFC Remote Watchdog es una opción de control y supervisión. No debe describirse como un sistema con certificación SIL o de seguridad a menos que el diseño completo del proyecto haya sido evaluado y certificado para la función de seguridad requerida.
Sí. El sistema de vigilancia puede supervisar las instalaciones SFC de 50 Hz, 60 Hz y 400 Hz.
Las entradas de monitorización y los umbrales de alarma se configuran en función de la salida real del convertidor.
Sí. Se pueden proporcionar notificaciones por SMS utilizando un módulo de comunicación celular adecuado.
El cliente debe confirmar la cobertura móvil, los datos del destinatario y la responsabilidad del servicio de tarjeta SIM y de datos.
Se pueden proporcionar funciones de arranque, parada, confirmación y reinicio remotos cuando resulten apropiadas para la carga conectada y la filosofía de control del sitio.
Los sistemas locales de seguridad y los controles de emergencia siguen siendo eficaces durante el funcionamiento a distancia.
Sí, para afecciones recuperables aprobadas.
La lógica de reinicio debe confirmar que el suministro eléctrico es estable, que no queda ningún fallo de reinicio manual, que los enclavamientos de seguridad funcionan correctamente y que el equipo conectado es apto para el reinicio automático.
Potencialmente. La idoneidad de la modernización depende del sistema de control SFC existente, las señales disponibles, el espacio en el panel, las comunicaciones y si se pueden agregar comandos remotos de forma segura.
Se requiere una revisión técnica antes de ofrecer una modernización.
Sí. La integración puede realizarse mediante Modbus, Ethernet, RS485, contactos libres de potencial o interfaces específicas del proyecto.
El mapa de registro, la lista de alarmas y los permisos de control necesarios deben acordarse antes de la fabricación.
Sí. El historial de eventos puede registrar alarmas con marca de tiempo, fallas, cambios operativos, comandos remotos, reinicios e intentos de reinicio.
La capacidad de almacenamiento y el método de descarga dependen del controlador seleccionado.
No. La monitorización remota puede identificar fallos y tendencias de funcionamiento, pero no sustituye la inspección rutinaria, la limpieza, las comprobaciones de conexiones, las comprobaciones de ventiladores ni el mantenimiento planificado.
No en todas las configuraciones. El PLC local, el contacto libre de potencial y la monitorización RS485 pueden funcionar sin conexión a Internet.
El acceso a la red mediante SMS o de forma remota requiere la conexión celular o de red local correspondiente.
La protección interna del SFC actúa directamente sobre el convertidor para responder a condiciones como sobrecarga, sobretemperatura, sobretensión o cortocircuito.
El sistema de control supervisa el estado operativo general, registra los eventos y comunica el estado de forma remota. Complementa el sistema de protección interno, pero no lo reemplaza.
El sistema de vigilancia estándar es un sistema de supervisión, monitoreo y control. No se trata automáticamente de un sistema con clasificación de seguridad o certificación SIL.
Cuando se requiere una función de seguridad certificada, la arquitectura de control completa, los componentes, la lógica y la validación deben diseñarse y evaluarse en consecuencia.
En función de las señales disponibles, puede monitorizar la tensión de entrada y salida, la corriente de salida, la frecuencia, la potencia, la pérdida de fase, el estado de funcionamiento, las advertencias, los disparos, la temperatura, el funcionamiento del ventilador, la posición del interruptor y el estado de las comunicaciones.
La SFC y el organismo de control siguen aplicando su lógica local de control y protección. La pérdida de comunicaciones puede registrarse como una alarma.
La visibilidad y los comandos remotos no estarán disponibles hasta que se restablezca la conexión.
PX Electronics requerirá:
- Modelo y calificación SFC
- Detalles eléctricos de entrada y salida
- Valores monitorizados y señales de estado requeridos
- Alarmas y destinatarios de notificaciones requeridos
- Requisitos de control remoto
- Política de reinicio automático
- Protocolo de comunicación
- Conectividad de red o móvil del sitio
- Requisitos de instalación y carcasa
- Planos necesarios, pruebas y asistencia para la puesta en marcha.
Un SFC Remote Watchdog es un sistema de monitorización independiente basado en PLC que supervisa el estado de funcionamiento de un convertidor de frecuencia estático.
Puede grabar alarmas, enviar notificaciones remotas y proporcionar funciones de control remoto seleccionadas.
Suele recomendarse para fuentes de alimentación con una potencia superior a 50 kVA, instalaciones sin supervisión, emplazamientos remotos y sistemas que soportan cargas operativas importantes.
También puede resultar útil en convertidores más pequeños donde el acceso es difícil o la detección temprana de fallos es importante.
El funcionamiento en caso de parada de emergencia, cortocircuito, sobrecarga repetida, temperatura anormal y fallos que indiquen posibles daños en el equipo normalmente requieren inspección o reinicio manual.
La lógica final de causa y efecto se acuerda para cada proyecto.
