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¿Instalación centralizada o descentralizada para tu convertidor de frecuencia? ¿Cuál es mejor?
Published: 14/02/2023
¿Instalación centralizada o descentralizada para tu convertidor de frecuencia? ¿Cuál es mejor?
Si estás eligiendo un convertidor de frecuencia para su aplicación industrial, tendrás que optar por una instalación centralizada o descentralizada. Dependiendo de si necesita que los convertidores se instalen juntos o cerca del motor al que alimenta el drive, cualquiera de las dos opciones puede ser un factor determinante para optimizar tus operaciones o favorecer los tiempos de inactividad.
¿Qué instalación te conviene más y cómo debes construir tu sistema de accionamiento?
Instalación centralizada
Podría decirse que la opción más común es la instalación centralizada debido a su mayor nivel de protección frente a fuerzas externas mediante armarios de control. El acceso centralizado y simplificado al convertidor de frecuencia facilita enormemente su control y mantenimiento cuando es necesario. Aunque a primera vista resulte atractivo, hay algunas consideraciones que deben tenerse en cuenta a la hora de tomar la decisión final, la más importante de las cuales es la gestión del calor. Al tener toda la instalación condensada en unidades, la ventilación suficiente de toda la instalación es clave para que funcione como se espera. Cada fabricante tendrá una normativa diferente en cuanto a los requisitos de montaje, lo que afectará a la gestión del calor y a la colocación de las unidades individuales, en caso de que tenga varias. Por ejemplo, el montaje de la instalación en la parte posterior de la unidad es probable que promueva un mejor flujo de aire. En la mayoría de los casos, cada unidad se monta una al lado de la otra para aprovechar al máximo el espacio disponible. Ahora bien, aunque tenerlo todo en un mismo lugar puede resultar cómodo, hay un inconveniente notable en esta instalación. Al estar separado del motor, se requiere cableado, cuya longitud depende de la distancia entre ambos. Por lo tanto, existe la posibilidad de que se produzcan interferencias de radiofrecuencia (RFI), ya que la conducción electromagnética o la radiación se emiten desde la fuente externa, lo que repercute negativamente en el rendimiento del circuito. El riesgo de utilizar cables de gran longitud puede minimizarse empleando cables apantallados, aunque no se elimina por completo y debe revisarse antes de la instalación.
Instalación descentralizada
Si una instalación centralizada no es lo tuyo, un enfoque descentralizado puede ser más adecuado para su aplicación. En este caso, el convertidor y el motor van de la mano, muy cerca o directamente conectados entre sí. De este modo, se minimiza el impacto de las interferencias radioeléctricas, ya que no se necesitan cables de gran longitud. La causa principal de los tiempos de inactividad imprevistos es un fallo no diagnosticado y, si es difícil de detectar, la duración de dicho tiempo de inactividad aumenta constantemente, ya que se pierde tiempo de producción. En una instalación descentralizada, se suele integrar un bus de campo para controlar los accionamientos y, como la conexión entre este controlador y el motor está a la vista, el diagnóstico de la avería puede ser bastante sencillo cuando se configura de esta manera. Aunque, en caso de avería, el técnico no podrá simplemente comprobar si hay fallos en el concentrador central y verlo todo en un solo lugar, dependiendo de la accesibilidad del emplazamiento, no debe suponerse que las instalaciones descentralizadas van a ser definitivamente más difíciles de mantener. Al igual que ocurre con las instalaciones centralizadas, hay muchas variables a tener en cuenta, desde las variaciones de temperatura hasta las posibles caídas de tensión, pasando por la longitud del cable y la accesibilidad. La elección de un enfoque descentralizado requiere establecer una red descentralizada formada por unidades combinadas. La formación de estos segmentos puede tener un impacto financiero significativo, ya que las interferencias en un segmento pueden provocar fallos en otro, con el consiguiente tiempo de inactividad. Los costes a corto y largo plazo también influirán en su decisión. Aunque las instalaciones descentralizadas son inicialmente más caras, si se optimiza, esta elección puede suponer un ahorro de hasta el 30%.
Con tantos puntos a considerar, ¿Cómo tomas una decisión?
¿En qué industria estas operando?
Aunque la reducción de potencia es beneficiosa en algunos entornos y, de hecho, se aplica intencionadamente haciendo funcionar el accionamiento por debajo de su potencia máxima, en muchas aplicaciones industriales esta técnica puede reducir la producción de energía y tener un impacto catastrófico en los resultados finales. Contar con una estrategia centralizada garantiza que los motores no sean víctimas de una reducción de potencia no deseada. Ante entornos adversos, el rendimiento del motor se reduce para adaptarse a su entorno, ya sean temperaturas elevadas o un fallo en la instalación. A largo plazo, la reducción de potencia puede prolongar la vida útil de su accionamiento y, con el enfoque centralizado, su diseño más pequeño y la inercia reducida del rotor, que minimiza los requisitos de par, fomentan un alto rendimiento sin afectar al propio motor. No olvide que los cables apantallados seguirán siendo necesarios para una instalación centralizada, por lo que debe considerar si el cableado largo (junto con el cableado de alimentación y realimentación) se adapta a su entorno industrial.
¿Qué tanto espacio tienes disponible?
Si careces de la superficie necesaria de armarios para alojar su convertidor de frecuencia, lo más probable es que una instalación centralizada simplemente no sea adecuada. Si su aplicación depende de un gran número de accionamientos, la unidad aumentará de tamaño y, por tanto, será imprescindible disponer de más espacio. Aunque es excelente para las necesidades de mantenimiento, la estrategia de control de movimiento centralizado tiene sin duda sus ventajas, pero si la planta de su fábrica tiene problemas de espacio, instalar un armario de grandes dimensiones es poco realista en la mayoría de los casos. Del mismo modo, hay que tener en cuenta que si sus armarios están al límite de su capacidad y se plantea una ampliación más adelante, será necesario realizar cambios significativos. Esto puede suponer la búsqueda de una nueva ubicación o el cambio a un enfoque descentralizado. Cuando se adopta una estrategia descentralizada, el diseño es naturalmente más compacto y, como la pérdida de calor no se limita a una sola unidad, el control de la ventilación o la refrigeración es una amenaza mucho menor. Contrariamente a lo anterior, hay que tener en cuenta que el mantenimiento de esta instalación puede resultar complicado en función de su ubicación o emplazamiento en comparación con su competidor.
¿Necesitas modularidad?
Si el desarrollo y la mejora continua están en primer plano, la modularidad también debería estarlo. Las instalaciones centralizadas tienen ventaja en algunos aspectos, pero cuando se trata de modularidad, se quedan cortas cuando se las compara con sus homólogas descentralizadas. Las instalaciones descentralizadas permiten una personalización mucho más modular, lo que significa que determinados módulos pueden reconfigurarse, sustituirse o reorganizarse para adaptarse a los cambios de producción. También es posible utilizar un módulo de controlador lógico programable (PLC) descentralizado emparejado con el accionamiento para reducir la presión más adelante en la línea en el controlador de nivel superior. El módulo PLC, que a menudo utiliza software operativo en tiempo real (RTOS), alberga excelentes propiedades comunicativas, aunque esenciales. Los módulos de E/S y las redes Ethernet en tiempo real son cada vez más populares en el campo de la automatización, lo que permite al usuario final adaptar el accionamiento a sus aplicaciones personales e integrar los accionamientos en las operaciones existentes sin problemas.
¿Cuál es tu presupuesto?
Determinar la estrategia de instalación más rentable sin una aplicación específica en mente es casi imposible. Como ya se ha dicho, muchas industrias registran ahorros de hasta el 30% con la estrategia descentralizada a pesar de una inversión inicial más elevada, aunque el resultado dependerá totalmente de sus circunstancias individuales. Cuantos más dispositivos se integren en sus operaciones, más difícil será precisar esta cifra.
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