Control multibombas con VFD para el ahorro de energía

El sistema de control multibombas con VFD destaca entre las soluciones para alcanzar el ahorro de energía en plantas de procesos industriales. Este sistema de bombeo con múltiples bombas se refiere al control de más de una bomba, utilizando para esto, solo un variador de frecuencia en el control de la presión o caudal del sistema.

El inversor de frecuencia selecciona las bombas que irán arrancando en el sistema para mantener y controlar la presión de salida de un sistema de bombeo. Se puede también establecer un control de rotación entre las bombas posibilitando así, el uso por igual de las mismas. Para el control de la presión de salida del sistema, se utiliza el control PID en conjunto con lógicas de arranque y paro de las bombas auxiliares. El sistema, puede ser controlado de cuatro modos: 

• Básico,
• Sistema alternado,
• Sistema directo, y
• Sistema alternado directo.

Cuando un VFD arranca una bomba, inicialmente aplica un voltaje bajo a una frecuencia baja al motor. Arrancar a baja frecuencia y voltaje evita la alta corriente de irrupción (típicamente el 600 por ciento de su corriente nominal) que ocurre cuando una bomba arranca encendiendo un interruptor o contactor para aplicar voltaje a través de la línea.

Luego, el VFD aumenta la frecuencia y el voltaje aplicados a una velocidad controlada para acelerar la carga sin consumir demasiada corriente. Este método de arranque generalmente permite que una bomba desarrolle un par nominal mientras consume corriente nominal. La clave para maximizar los ahorros de energía es el control continuo del voltaje y la frecuencia de la bomba comúnmente conocida como relación de voltios a hercios.

Los variadores de frecuencia brindan modos de control de V/Hz seleccionables para brindar el mayor nivel de ahorro para aplicaciones de una o múltiples bombas. Para el control de un sola bomba, el control dinámico de V/Hz utiliza la menor cantidad de energía y un modo de característica de ley cuadrática es mejor para cargas de par variable de múltiples motores.

Entre las características principales del sistema de control multibombas con VFD, destacan:

• Control de hasta cuatro bombas,
• Control en el modo de accionamiento de las bombas auxiliares,
• Control del cambio de bomba accionada por el variador de frecuencia,
• Rampa de aceleración y de desaceleración para la bomba accionada por el variador de frecuencia,
• Límites de velocidad mínima y máxima para la bomba accionada por el variador de frecuencia,
• Set-point (consigna) de presión del sistema por parámetro o por entrada analógica,
• Falla por presión de salida mínima (rompimiento de la tubería),
• Falla por presión de salida máxima (estrangulamiento de la tubería) y,
• Rotación de las bombas conforme el tiempo de operación.

El sistema de control multibombas con VFD ofrece ventajas como:

• Ahorro del consumo de energía,
• Mayor vida útil del sistema de bombeo,
• Facilita el mantenimiento sin interrupciones de operación,
• Mantiene la presión de línea constante,
• Proporciona el caudal suficiente de acuerdo con la demanda del sistema,
• Diagnosticó de fallas en el sistema,
• Igualdad en el tiempo de operación de las bombas, permitiendo así el desgaste uniforme de las mismas.

 

Máximos ahorros energéticos con el VFD FR-F800 de Mitsubishi Electric

El variador de frecuencia FR-F800 de Mitsubishi Electric es el adecuado para lograr un ahorro máximo de energía en aplicaciones de control de bombas o multibombas. Es la solución ideal para el control de varias bombas gracias a sus características y funciones inteligentes y potentes, como, por ejemplo:

• PLC integrado. Es un VFD que cuenta con un PLC interno, con posibilidad de ampliarse mediante módulos I/Qs opcionales. El PLC puede administrar también funciones no relacionadas con el accionamiento, como lámpara de advertencia, válvulas, calefacciones, etc.
• Función de limpieza. Para las aspas de ventiladores o bombas, se pueden remover agentes externos que impidan su correcta operación mediante un ciclo de limpieza repitiendo una secuencia de avance/reserva y parando el motor. La función puede ser ejecutada de forma automática, manual o al detectar una sobrecarga en el sistema.
• Doble lazo de control PID. Dos unidades de operación se encuentran disponibles en el variador, es decir, se puede controlar la operación del motor con un control PID y controlar un equipo externo de forma simultánea, lo cual reduce costos a l no requerir un controlador PID externo.
• Puerto Ethernet integrado. La nueva generación de variadores cuentan con un puerto Ethernet para comunicación TCP/IP, BACnet/IP, Modbus TCP/IP y CC-Link IE Field Basic. Con tarjetas opcionales se puede habilitar la comunicación Ethernet/IP o PROFINET.
• Arranque al vuelo. Con la función de arranque al vuelo la operación se puede restablecer suavemente desde una velocidad baja cuyo origen puede ser: el cambio de alimentación de corriente, falla en línea de alimentación o si el motor gira por factores externos.

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