Variadores de velocidad ¿son necesarios los reactores de línea y de carga?

El uso de variadores de frecuencia en la industria aumenta constantemente. Su empleo es tarea rutinaria para los equipos de ingeniería y mantenimiento eléctrico.

Pero la instalación de variadores de frecuencia trae consigo también nuevos interrogantes: ¿son realmente necesarios los reactores de línea y de carga? ¿qué beneficios ofrecen? ¿cuándo debo usarlas? ¿sólo reducen los armónicos?

Son estas preguntas las que se abordan e intentan aclarar en esta nota técnica.

  1. ¿Qué son los reactores?

Los reactores son dispositivos electromagnéticos, que constan de un núcleo de acero y bobinas de cobre que forman un campo magnético. Este campo limita la variación de la corriente, reduciendo así los armónicos y protegiendo el variador de sobretensiones del sistema de energía.

Los reactores pueden ser de línea o de carga, dependiendo de dónde estén instalados. Como se muestra en la Figura 1, cuando se coloca un reactor antes del variador de frecuencia, se denomina reactor de línea. Mientras que un reactor conectado en serie entre el variador y los motores, se denomina reactor de carga.

Figura 1 – Reactor de línea y de carga.

  1. Beneficios de los reactores de línea

Los reactores de línea ayudan a proteger los variadores de las perturbaciones del sistema eléctrico que pueden causar disparos inesperados de las protecciones o daños a los VdF. Además reducen la distorsión armónica que genera el variador en la red eléctrica.

Los reactores de línea deben usarse en las siguientes circunstancias:

     a. Cuando el voltaje de entrada de la línea eléctrica pueda contener perturbaciones como sobretensiones, picos, transitorios, etc.

     b. Si se desea disminuir la distorsión armónica.

Reducción de disparos intempestivos por sobretensión debido a transitorios de línea

La activación de un banco de condensadores crea un cortocircuito momentáneo durante el cual se absorbe energía de la línea para cargar el condensador. Esto modifica la forma de onda de voltaje.

La magnitud de sobretensión típica se encuentra entre 1,2 y 1,6 veces con una frecuencia de 400-600 Hz. Durante el evento de sobretensión transitoria, por protección, el variador de frecuencia puede desconectarse mostrando un código de falla por sobrevoltaje.

Figura 2 – Limitación de sobretensiones

En casos excepcionales se pueden generar incluso daños en los diodos de entrada.

Los reactores de línea proporcionan dos funciones principales que ayudan a minimizar el efecto de los transitorios en los VDF:

  1. La impedancia del reactor de línea proporciona una caída de tensión que reduce el voltaje del bus de CC, proporcionando así un mayor margen para el disparo por sobrevoltaje.
  2. Los reactores limitan la magnitud y la velocidad de la sobrecorriente que carga el condensador del bus de CC. En la mayoría de los casos, los reactores de línea de impedancia del 3% son adecuados para reducir los voltajes transitorios.

Reducción de los armónicos de corriente de la línea de entrada de los VDF

Si bien los variadores brindan grandes ventajas en cuanto a ahorro de energía y a mejorar la eficiencia, son la causa número uno de contaminación del sistema eléctrico dentro de las industrias.

La forma de onda de la corriente de entrada de los VdF, a causa del puente rectificador de diodos, resulta un flujo de corriente no sinusoidal con una distorsión armónica total (THD) de entre 90 y 150%, donde predominan los armónicos 5, 7, 11 y 13, tal como se muestra en la Figura 3.

Figura 3 – Rendimiento de un variador de velocidad de 100kW con y sin reactor de línea.

El uso de reactores de línea de impedancia del 5% puede eliminar aproximadamente el 65% de la THD, lo que además de ayudar a cumplir con la norma IEEE 519, reduce la temperatura y el ruido de funcionamiento del motor.

Mejora del factor de potencia

Los variadores de frecuencia suelen tener un factor de potencia bajo, entre 0,6 y 0,65. Sin embargo, esto no significa que los VdF tengan una alta demanda de potencia reactiva. El bajo factor de potencia se debe al alto contenido de armónicos en la forma de onda.

Como se explicó en la sección anterior, los reactores de línea tienen la capacidad de reducir los armónicos de la corriente. Al disminuir los armónicos se obtiene de forma directa una mejora el factor de potencia de la línea.


Para entender más sobre cómo los armónicos influyen en el factor de potencia te recomendamos leer el siguiente artículo: ¿Es lo mismo cos fi y factor de potencia?


  1. Beneficios de los reactores de carga

Los reactores de carga o de salida, se instalan después del variador de frecuencia y su función principal es proteger el motor. Es siempre recomendable que se ubiquen lo más cerca posible del VdF.

Los reactores de carga son especialmente necesarios cuando el cableado entre el variador y el motor es de longitud considerable.

El variador de frecuencia genera una salida PWM de alta frecuencia, esto combinado con cables largos entre el variador y el motor, pueden producir el efecto de onda reflejada que generan picos altos de voltaje como se muestra en la Figura 4.

Figura 4 – Tensión de onda refleja con y sin reactor de carga.

Los elevados valores de tensión de estos picos pueden ser causa de deterioro e incluso perforación del aislamiento de las bobinas del motor.

Como regla general, se debe usar un reactor de carga si el cableado del motor se extiende más de 30 metros, pero este valor puede variar según el motor instalado. Por ejemplo, si un motor cumple con la norma NEMA MG-1 Parte 31 (CIV=1488V) es posible tener hasta 100 metros de cableado sin un reactor de carga.

Para distancias superiores a 150m, se recomienda utilizar filtros especiales llamados filtros dV/dt (filtro de paso bajo).

  1. Tipos de reactores

Los reactores de línea y de carga se clasifican por su porcentaje de impedancia, que representa la caída de tensión que generan a corriente nominal.

Los más comunes tienen una impedancia del 3% o del 5%.

Reactores con una impedancia del 3% son suficientes para la mayoría de las aplicaciones. Absorben gran parte de los picos de tensión y las sobrecargas de corriente del motor y pueden evitar la mayoría de los disparos intempestivos de los dispositivos de protección.

Cuando hay mayores perturbaciones en la línea, es posible que se necesiten reactores de impedancia del 5%.

Si el objetivo es disminuir el ruido del motor o prolongar su vida útil, se pueden utilizar reactores de impedancia más alta para reducir aún más los armónicos.

Cuando varios motores son controlados por un sólo variador, se puede colocar un sólo reactor de carga entre el variador de frecuencia y los motores, simplificando el diseño del sistema y reduciendo costos.

Si bien se debe estudiar cada caso de forma particular, el uso de reactores de línea y de carga aumentan la confiabilidad y la robustez del sistema previniendo situaciones que pueden sacar de funcionamiento motores y mejorando la calidad de la energía en la red.


Si tenés dudas o necesitas asesoramiento sobre este tema no dudes en consultarnos. Escribinos a info@msinet.com.ar


Enlaces relacionados:

¿Es lo mismo cos fi y factor de potencia?

Controlar varios motores con un sólo variador de velocidad


Fuentes: Schneider Electric. Rockwell Automation. Applications of line and load reactors with variable Frequency drives, Tan Ma.

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Ciberseguridad: peligros de la industria 4.0

Vivimos en la era de la digitalización, de la industria 4.0, el IoT y el acceso remoto. Todos estos avances tecnológicos le dieron un nuevo impulso a la industria permitiendo tener miles de dispositivos interconectados y una disponibilidad de información hasta ahora nunca vista. Pero como contracara aparece un concepto que no era relevante en el sector industrial: los ciberataques. En este artículo se intentará dar a conocer las formas de ataque típicas, mostrar los casos más trascendentes en industrias y dar consejos sobre cómo disminuir el riesgo de ataques.

Tipos de amenazas

Formalmente un ciberataque se define como el conjunto de acciones de carácter ofensivo, destinados a dañar a cualquier persona, empresa u organismo público o privado, accediendo a sus sistemas de información o equipos. Los ciberataques se pueden clasificar en 4 tipos:

  1. Cibercrimen: es la suplantación de identidad de cualquier persona o empresa con objetivos económicos.
  2. Hacktivismo: se trata de ataques con fines políticos o sociales, para realizar una protesta a través del acceso a sus sistemas o equipos. Muy utilizado por grupos como “Annonyous” o “Wikileaks”.
  3. Ciberespionaje: su acción está dirigida hacia la ciberseguridad de las empresas, robando información valiosa.
  4. Ciberterrorismo: está encaminado para afectar a infraestructuras importantes de gobiernos o países, como por ejemplo a sanidad o defensa.

Ataques típicos

Pero ¿cómo consiguen ingresar a las redes IT y OT de las empresas y tomar el control de los sistemas? Los métodos más comunes utilizados son:

  • Denial Of Service (DOS) y Distributed Denial Of Service (DDOS): negación de servicio, ataque que satura los recursos de un sistema y hace que no pueda responder a los requerimientos.
  • Man In The Middle (MITM): ataque de intermediario, ocurre cuando una persona (hacker) se inserta entre la comunicación de un cliente y un servidor, pudiendo observar y modificar los datos comunicados.
  • Phishing: engaño para que la víctima crea que es una fuente confiable, para manipularla y que revele información. Generalmente se produce el ataque por medio de correos electrónicos.
  • Ataque Drive By: el hacker utiliza páginas web inseguras y planta códigos maliciosos, que se instalan en los dispositivos de personas que visitan la página.
  • Ataque a Passwords: detección o descifrado de contraseñas.
  • Ataque de Malware: software malicioso instalado en dispositivos sin el consentimiento del usuario, que puede producir acciones indeseadas, como robo de información, mal funcionamiento de un equipo o borrado de datos.

10 Casos trascendentes de ciberataques

En los últimos años los ataques cibernéticos a las industrias se incrementaron sustancialmente. Los casos más renombrados son:

  1. Noviembre de 2009, una serie de ataques conocida como Night Dragon, logró obtener información sensible y confidencial sobre operaciones de gas y petróleo de multinacionales petroleras. La infiltración se dio mediante Phishing a través de dispositivos móviles.
  2. Enero de 2010, en Iran, un gusano informático conocido como Struxnet ingresó a través de un puerto USB de una planta nuclear, tomó el control de alrededor de 1000 máquinas que participaban en la producción de materiales nucleares y les dio instrucciones de autodestruirse.
  3. Septiembre de 2011, un conjunto de malwares para ordenador (DUQU) se infiltró a través de correos electrónicos y se expandió por las redes. Se ejecuta a través de MS Word y logró recopilar información de diversos sistemas SCADA.
  4. Agosto de 2012, el virus SHAMOON ingresó por correos electrónicos en la empresa petrolera Saudi Aramco, infectando varios dispositivos de la red. Se produjo el borrado de los discos rígidos de los equipos infectados.
  5. Febrero de 2013, un grupo de hackers conocido como Energetic Bear toman el control de los sistemas de varias empresas energéticas. Utilizaron Phishing para que operadores accedan a páginas web infectadas.
  6. 2014, en Alemania, un grupo de hackers utilizó Spear Phishing para acceder a las redes centrales de la una planta siderúrgica, manipulando equipos y provocando daños en altos hornos.
  7. Diciembre de 2015, en Ucrania, el malware conocido como Blackenergy realizó un sabotaje coordinado en múltiples empresas de servicio eléctrico, provocando un apagón que afectó alrededor de 700 mil personas. Además, realizó el borrado de archivos de los discos duros. El virus se infiltró por correos electrónicos, descargándose junto con documentos conocidos de Excel y Word.
  8. Diciembre de 2016, el malware CrashOverride atacó centrales eléctricas en Kiev, dejándola sin energía. Este virus se infiltró por correos electrónicos en forma de archivos de confianza, infectando equipos de la red. Se caracteriza por utilizar protocolos de comunicación industrial, logrando comandar equipos remotos, como interruptores de subestaciones eléctricas.
  9. Noviembre 2017, un malware bautizado Triton/ Trisis fue infiltrado mediante dispositivos USB en plantas petroquímicas. Afectó equipos de seguridad modificando el código de los controladores industriales.
  10. Julio 2020, en Argentina, la compañía de telecomunicaciones Telecom confirmó el ataque llevado a cabo con el ransomware “REv”. Los cibercriminales restringieron el acceso a empleados a sus cuentas de Office 365 y OneDrive. Se pidió un rescate de 7,5 millones de dólares en criptomoneda para desbloquear los archivos encriptados.

¿Cómo evitar los ciberataques?

Para estar protegidos ante el riesgo de ataques cibernéticos es imprescindible considerar las siguientes recomendaciones:

  • Cultura de seguridad: en muchas ocasiones las amenazas se filtran a través de correos electrónicos y dispositivos USB. Una buena práctica es concientizar a las personas sobre los riesgos implicados al uso de ordenadores, correos electrónicos, dispositivos propios, etc.; creando así una cultura de seguridad informática.
  • Barreras físicas y de software: limitar el uso de pendrives, bloquear puertos que no se utilicen e impedir el acceso físico a dispositivos es una buena medida a implementar. Siempre es recomendable mantener actualizados los softwares de seguridad (antivirus o firewalls) y sistemas operativos.
  • Limitar el acceso: impedir en la medida de lo posible a terceros el acceso a la red. En caso de proveedores que deseen conectarse remotamente para realizar tareas de mantenimiento, se debe lograr un acceso remoto seguro y autorizado, con el uso de firewalls y VPNs, y con autorización por hardware.
  • Segmentación de redes: es fundamental conocer el estado y las características de las redes de control. Tener segmentación de redes IT y OT puede limitar la zona y el riesgo de ataques.
  • Uso de usuarios y contraseñas: proteger el acceso mediante contraseñas es un modo sencillo y efectivo de utilizar, en tanto estas claves sean seguras y no sean compartidas.
  • Protocolos de contingencia: se deben desarrollar protocolos que indiquen cómo actuar ante ataques y disponer de copias de seguridad de los documentos y datos importantes para mitigar los efectos y volver a la normalidad lo antes posible.

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Fuentes: Schneider Electric. Kaspersky Latinoamérica. INCIBE-CERT.

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¿Es lo mismo cos fi y factor de potencia?

El cos fi o el factor de potencia es uno de los principales indicadores del rendimiento o nivel de eficiencia en el consumo de energía de una instalación eléctrica.

Normalmente cuando se habla de compensación de energía reactiva se utiliza de forma indiferente lo términos “coseno de fi” y factor de potencia (FP) sin considerar que no son lo mismo y sólo en casos particulares se los puede usar indistintamente.

Definición de cos fi

El cos fi se define como el desplazamiento angular existente entre la onda de corriente de una carga y su onda de tensión. Fasorialmente se definiría como el ángulo formado entre la potencia activa (P) y la potencia aparente (S) de una carga.

Figura 1 – Diagrama fasorial de potencia

Por lo tanto, se puede considerar que:

Definición de Factor de Potencia

Por su lado el factor de potencia define la relación entre la potencia activa (P), o que produce un trabajo útil, respecto a la potencia total demandada a la red, la potencia aparente (S). Expresado en fórmula se tendría la siguiente relación:

Tanto matemática como conceptualmente se desprende que el factor de potencia posee el mismo valor que el cos fi.

Entonces, ¿por qué se dice que el cos fi es diferente al factor de potencia?

La diferencia está en la presencia o no de armónicos eléctricos en la instalación. El factor de potencia y el cos fi tendrán el mismo valor cuando las cargas del sistema son lineales.

Cuando se trabaja con cargas no lineales, aparece una componente de corrientes no senoidales (armónicas) que provocan que no exista una relación matemática lineal entre la corriente y la tensión.

Armónicos y su influencia en el factor de potencia

Cuando no hay presencia de armónicos, es decir, la forma de onda de la tensión y corriente son totalmente senoidales, se dice que el factor de potencia es igual al cos fi.

Para este caso, el triángulo de potencias formado será el de la Figura 1 y el factor de potencia se define como:

Pero cuando la forma de onda de la tensión y/o la corriente dejan de ser senoidales, y por tanto existe una presencia de armónicos eléctricos relevante, aparecerá una nueva demanda de potencia debida a los armónicos, la cual se denomina como potencia reactiva distorsionante (D).

La potencia reactiva distorsionante no genera un trabajo útil, pero sí es demandada a la red, con lo que incide directamente en la potencia aparente de la carga y por tanto debe tenerse en cuenta a la hora de calcularla.

A nivel fasorial se obtendría un gráfico dónde D es el vector producido por las corrientes armónicas de la carga.

Figura 2 – Diagrama fasorial con potencia distorsionante D

A nivel de fórmulas la potencia aparente (S) pasa a ser:

Por lo tanto el factor de potencia será:

Así, para cargas no lineales el cos fi no coincide con el factor de potencia, sino que éste último siempre será inferior al primero a causa de las corrientes armónicas.

El factor de potencia siempre tendrá un valor igual o menor al cos fi.

Efecto de los armónicos en el factor de potencia

La principal consecuencia que deriva de la presencia de armónicos en la red, es que en estos casos el factor de potencia no se puede compensar completamente utilizando capacitores.

Por ejemplo, con una tasa de distorsión armónica de corriente del 35%, valor común en algunas cargas no lineales, es imposible lograr un factor de potencia superior a 0,94. Con lo cual, si la distribuidora eléctrica exige un factor de potencia superior a 0,95, nunca se podría cumplir con dicho requisito. Para estos casos se debe indefectiblemente considerar el uso de filtros activos para mitigar el efecto de los armónicos.

Si hay armónicos los capacitores no se puede compensar completamente el factor de potencia.

Cargas no lineales más comunes

Con el mayor uso de equipos electrónicos en la industria, la presencia de armónicos en las redes y sus consecuencias se fue incrementando. Hoy en día las principales cargas no lineales que se pueden encontrar están representadas por UPS, variadores de frecuencia, computadoras y los equipos de iluminación led.

Como consecuencia de los armónicos se debe entender claramente la diferencia entre los conceptos de cos fi y factor de potencia para, a partir de esto, poder analizar no sólo el estado actual de la red eléctrica y realizar las correcciones necesarias, sino también considerar los efectos que podría generar la instalación de nuevas cargas no lineales.

Conocer y gestionar adecuadamente el factor de potencia de una instalación eléctrica, permite optimizarla técnica y económicamente


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Eficiencia energética con variadores de velocidad

Controle el gasto de energía de sus cargas de la manera mas simple


Fuentes: Schneider Electric, publicación técnica web, 2020. Revista Ingeniería Eléctrica, Nº336, 2018, Argentina.

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La obsolescencia en la Industria

En nuestra vida cotidiana nos enfrentamos diariamente a la obsolescencia programada, un término que fue popularizado en 1954 por el diseñador industrial Brooks Stevens y hace referencia a la programación de la vida útil de un producto.

Sin embargo históricamente en la industria los ciclos de obsolescencia fueron siempre muy largos; las protecciones eléctricas, los mandos motor, líneas de PLC, HMI o software sufrían variaciones mínimas durante su ciclo de vida y si cambiaban, las nuevas versiones eran completamente compatibles con las anteriores.

Lo único permanente es el cambio

PLC Siemens S5 - Obsolescencia en la Industria

Durante muchos años esto fue un estándar en el desarrollo de productos, que se rompía ciclicamente cada 10 años con el lanzamiento de una nueva línea que era completamente disruptiva a la anterior, esto era bastante normal ya que el propio estándar industrial solo adopta tecnologías altamente probadas.

Sin embargo los procesos de desarrollo comenzaron a acelerarse y todo cambio, hoy los lanzamientos de hardware y software en algunos casos comienza a ser anuales y muchas veces con compatibilidad al modelo anterior pero sin ningún tipo de afinidad con equipos de tres o más años.

Como enfrentar entonces la migración de nuestros viejos equipos para que no queden obsoletos rápidamente o pensar el retrofit de una máquina para que perdure en el tiempo y no sea devorada por las olas de innovación tecnológica que nos sacuden cada seis meses.

¿Obsolescencia programada o Programar la obsolescencia?

Si en la vida cotidiana somos empujados a comprar y renovar todo lo que consumimos una vez por año (electrodomésticos, celulares, vehículos, etc..); en la industria el camino es justamente el opuesto.

No podemos reemplazar compulsivamente los equipos; planificar es clave para no malgastar nuestros recursos en una migración que va a quedar obsoleta en un par de años.

Les compartimos una serie de recomendaciones para tener en cuenta al momento de programar el reemplazo por obsolescencia de sus equipos.

Claves para programar el reemplazo por obsolescencia.

Migración PLC5 Rokwell Automation
  1. Tenga visión de futuro, ¿Hacia dónde va el mundo? ¿Cuáles son las nuevas necesidades y oportunidades que los líderes de su industria están discutiendo hoy?
    • Hoy las oportunidades están en IOT, Cloud, Data Analitics, virtualización y digitalización de la industria. ¿Qué está haciendo en ese sentido y cuáles son las habilidades y características que tienen que tener sus equipos en un futuro inmediato?
    • No importa si actualmente no utiliza IOT (Internet Of Things) en sus máquinas; deje preparado todo para ese momento, los ahorros en hardware y desarrollo valen la pena y tarde o temprano necesitará hacerlo.
    • En un mundo líquido donde es casi imposible hacer planes a más de seis meses la eficiencia probablemente sea lo único que nos pueda dar una oportunidad para enfrentar el cambio.
  2. Evite depender de una persona o de una empresa.
    • Si contrata ingeniería que sea altamente documentada y abierta.
    • Todo el software deber estar documentado, abierto y programado de manera estructurada para que cualquier persona lo pueda modificar o migrar.
    • Asegúrese que sus proveedores tengan repuesto disponibles incluso después de finalizado el ciclo de vida.
    • La clave es mantener una arquitectura abierta simple de reemplazar por marcas de terceros si fuera necesario.
  3. Conectividad es la palabra clave.
    • Es el fin de los equipos autónomos, no importa que hacen; tarde o temprano necesitamos conectarlos a esta nueva gran red neuronal que estamos creando en nuestras industrias; donde todo nos alimenta de datos que ya necesitamos procesar en tiempo real. Esto no es ciencia ficción es un hecho actual y la industria que no lo entienda quedará rápidamente relegada por su competencia.
  4. Prepare sus equipos para interactuar con tecnologías exponenciales. Esta tecnologías son todas aquellas que hoy están produciendo una disrupción en la industria pero en diez años serán de consumo diario.
    • IA (Inteligencia Artificial)
    • IOT (Internet Of Things)
    • Robótica avanzada. Hoy los COBOTS (Robots Colaborativos) ya son una realidad y trabajan a la par nuestro en centros de almacenaje, sosteniendo equipos mientras un operador trabaja o moviendo piezas que una sola persona no puede manipular. Algunas empresas como Omrom ya lanzaron comercialmente Robots que realizan tareas de manipulación de mercadería de forma automática dentro de depósitos reemplazando la mano de obra humana. Ver video.
    • Cloud Computer. Los centros de datos ya no están en planta y vamos a una virtualización completa del hardware. Las redes y la ciberseguridad ocupan un papel crítico en estas nuevas tecnologías.
    • Energías renovables. No solo porque hay una ley que obliga a las empresas a generar parte de la energía que consume con métodos renovables sino porque está cambiando la matriz de generación de energía en el mundo; los desafíos y oportunidades son enormes. En un futuro muy cercano, la calidad de energía que generamos y que consumimos va a ser controlada y vamos a tener que estar preparados para ese cambio.
    • Realidad aumentada, vehículos autónomos, Blockchain, impresión 3D de repuestos y la lista sigue.
  5. Analice su base instalada. Un inventario de todos sus activos de hardware y software le van a dar una idea de donde está parado y podrá trazar un plan de migración comenzando por su equipo más crítico y usando ese hardware obsoleto como parque de repuesto de los equipos instalados.
    • Conociendo su base instalada y su inventario puede planificar el ciclo de vida y la estrategia presupuestaria que en general es el principal obstáculo a superar.
    • Tenga presente que hay muchas estrategias para incorporar tecnología reciente y enfoques de modernización por etapas que permiten reducir al mínimo los riesgos de una migración.

Estamos seguros que hay más estrategias para sumar a la lista y sería un gusto que nos escriban a msi@msinet.com.ar para contarnos cuales agregarían o dejen sus comentarios en nuestra página de Facebook.

Las 5 causas más comunes de fallas en PLC

Muchos de los que trabajamos en la industria hace años recordamos esos PLCs de finales de la década de 1980 que se programaban con software que corrían en computadoras bajo DOS o Windows 3.1; incluso algunos programas corrían sobre sistemas operativos que hoy quedaron en el olvido como el OS/2 de IBM.

TSX 47 Telemecanique

Les dejo a los más viejos la tarea de explicarle a un Millenial que era eso.

Estos PLCs tenían serias limitaciones de velocidad, memoria y expansión de entradas/salidas que nos obligaban a usar trucos de equilibrio y magia dignos del Cirque du Soleil; y ni hablemos de la conectividad, convivían decenas de buses de campo de baja velocidad todos incompatibles incluso dentro de la misma marca.

A pesar que hoy en día ya no tenemos estas restricciones y disfrutamos de PLCs más sólidos y confiables hay algo que no cambio y es nuestro Top Five de las fallas más comunes.

Las cinco fallas más comunes

  1. Fallas en módulos de E/S y dispositivos remotos.
    1. La mayoría de las fallas en los PLCs son entradas quemadas por transitorios, salidas transistorizadas quemadas por sobrecarga, relés dañados (muchas veces por ausencia de diodo volante al conmutar una bobina).
    2. Estos problemas se detectan muy rápidamente y por supuesto se reemplaza el módulo de inmediato para poder continuar con la producción. Muchas veces la única opción es reparar el módulo si el PLC está discontinuado o se pude reprogramar una E/S para salir del paso si no hay repuestos.
  2. Fallas de puesta a tierra
    1. Malas o pobres conexiones a tierra, hay que asegurarse continuidad con el tester y medir un valor de resistencia inferior a los 5 hms.
    2. En ocasiones se producen transitorios eléctricos en la red que se inducen al PLC, en este caso se recomienda separar la tierra electrónica de la de potencia un mínimo de 2.5 veces el largo de la jabalina de tierra.
  3. Problemas de interferencia
    1. Por interferencia electromagnética o interferencia de radiofrecuencia.
    2. Lamentablemente cada vez más comunes en las redes industriales enormemente contaminadas por la proliferación de variadores de velocidad, fuentes switching, iluminación led y de bajo consumo, hornos de inducción, etc…
    3. Separar las tierras, usar cables mallados y de distancias cortas en los motores con variadores, separar los tendidos de potencia de los de control y todas las recomendaciones CEM que conocemos.
  4. Memoria dañada
    1. Las mismas interferencias electromagnéticas o de radiofrecuencia, el polvo depositado sobre la placa del PLC y la humedad ambiente, temperatura o sobretensiones transitorias pueden interrumpir o dañar permanentemente la memoria de un PLC.
    2. No hay como tener un respaldo actualizado del programa del PLC y siempre realizar la copia Backup en la EEPROM antes de desconectarse si el PLC tiene algunos años.
  5. Puertos de comunicación
    1. A través de los cables de red pueden inducirse sobretensiones por descargas atmosféricas o transitorias de red que inducidos pueden quemar los puertos de comunicación del PLC. Una pérdida de comunicación produce una detención instantánea de planta,
    2. No solo usar cables FTP industriales y aislar con bandejas de chapa perforada las redes pueden ayudarnos. Hoy en día agregar un switch no administrable que aísle galvánicamente el puerto de un PLC o un HMI no representa un costo importante y asegura la comunicación del dispositivo de control con el SCADA, el HMI y la computadora de servicio que se puede conectar en modo local.

Hay otras fallas que hoy están pasando al olvido como las sobretensiones en los PLC alimentados en 220 Vca con el uso de UPS online de onda senoidal.

Hoy en día no hay plantas que no prevean el uso de una UPS de estas características para sus elementos de control más importantes.

Nos encantaría conocer cuales son las otras fallas que ustedes consideran comunes y poder comentarlas juntos en la página de facebook. de MSI, Integración de Sistemas.

También pueden escribirnos a msi@msinet.com.ar el mail de contacto de nuestro newsletter.

Controlar varios motores con un solo variador de velocidad

¡Todos para uno y uno para todos!

En algunas aplicaciones industriales necesitamos usar un variador de frecuencia para controlar varios motores; si se tienen en cuenta las consideraciones de diseño y protección adecuada esto puede ofrecer enormes ventajas, reducir costos, espacio y complejidad en el control del automatismo.

Una aplicación típica es controlar con un solo variador tres cintas de transporte que funcionan a la misma velocidad.

Consideraciones de diseño y selección de componentes

Controlar motores con Variador de velocidad G120 Siemens

Para seleccionar el tamaño del variador de frecuencia, totalice la corriente de carga plena en amperios de todos los motores y añada un 20% (para ajustar una pequeña fuga por inductancia y mejorar el desempeño del equipo).

Defina los valores nominales de corriente (sume las cargas de todos los motores).

Una buena práctica es dimensionar todos los motores de potencia equivalente; en este caso las prestaciones de par seguirán siendo óptimas para todos los motores una vez se regule el variador.

En algunos variadores, no se recomienda dimensionar por debajo de 3 Hp debido a problemas de acoplamiento capacitivo (corriente de carga en el cable).

Controlar motores con Variador Powerflex 700 Allen Bradley

Un filtro LC puede ser recomendado para montajes de motores en paralelo mayor o iguales a tres.

Si los motores son idénticos los variadores deben configurarse para actuar con control de motor del tipo V/Hz e ingresar los datos de una placa motor equivalente; siempre que sea posible realizar el autoajuste del variador.

No se recomienda encender o apagar los motores cuando el variador de frecuencia está funcionando.

Como el variador de velocidad solo puede ver el consumo de todos los motores a la vez y no puede detectar si uno está consumiendo más corriente de la nominal coloque un relevo térmico (preferentemente sobredimensionado) que proteja por sobrecarga a cada motor de manera individual, las corrientes de armónico pueden confundir el disparo de un relevo térmico.

Una excelente opción es protegerlos individualmente con una PTC dentro del bobinado.

Controlar motores con Variador de velocidad Altivar Process ATV630 Schneider Electric

Otra buena recomendación es mantener las distancias cortas entre el variador y los motores para evitar ondas reflejas debido a los impulsos de tensión (PWM) y a la impedancia pico de cada motor.

Atención, para calcular la distancia se debe tener en cuenta la suma de todos los tramos de cableado.

Estas son las consideraciones más importantes para controlar con un solo variador de velocidad varios motores eléctricos trifásicos; el control del equipo puede ser por comunicación o señales digitales y analógicas como cualquier aplicación estándar; siempre teniendo cuidado que la falla térmica de los motores individuales provoquen la detención completa del variador de velocidad.

Dejamos disponibles el link a nuestra nota de «Eficiencia energética con variadores de velocidad» donde recordamos las leyes de afinidad y su impacto en el consumo de energía.

Fuentes: Schneider Electric; Siemens; Allen Bradley