GUÍA RÁPIDA CONTROL DE BOMBAS

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1 GUÍA RÁPIDA CONTROL DE BOMBAS (AGILE) Autor: J.Juliench Supervisado: J.Català Revisión: 2 Fecha rev2: 7/3/2011 Nombre documento: GUIA RAPIDA CONTROL DE BOMBAS (Agile) Documentación Producto - 1 -

2 Contenido 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL DE PRESIÓN CONTROL DE UNA SOLA BOMBA Función Dormir Función Despertar Función Directa Controlador PID Detección de par bajo Detección de tubería rota Alarma transductor de presión averiado Tabla parámetros control de una bomba regulada CONTROL DE UNA BOMBA REGULADA + UNA ADICIONAL Tabla Parámetros control de una bomba regulada + 1 bomba adicional CONTROL DE DOS BOMBAS REGULADAS CON ALTERNANCIA Tabla Parámetros control de dos bombas con alternancia LISTADO DE ERRORES DE LA APLICACIÓN

3 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE CONTROL DE PRESIÓN El objetivo de un sistema de control de presión es proporcionar un flujo variable, con una presión constante para los diferentes sistemas de agua. El sistema del variador Agile proporciona funciones útiles para cumplir con los requerimientos de un sistema de control de bomba. El sistema se basa en las funciones Dormir y Despertar. Existe la posibilidad de añadir una bomba adicional. La regulación se realiza mediante un control PID. Es una regulación del valor de ajuste y un valor de proceso (medida de la Presión o Flujo actual a través de un transductor). A partir de estos dos valores se calcula la diferencia (error) entre ellos. El PID ajusta su salida (velocidad de la bomba) para minimizar el error. 2.1 CONTROL DE UNA SOLA BOMBA Es necesario tener en cuenta ciertos parámetros del inversor para controlar el arranque y la parada de la bomba, controlando la velocidad para mantener la presión deseada. En la siguiente figura se muestra el esquema de conexionado del inversor para el control de una bomba. El transductor se ha de conectar a la entrada analógica MFI1A. Figura 1 : Esquema de conexionado para control de una bomba regulada - 3 -

4 El valor de consigna se fija en el parámetro P520 como porcentaje. Una vez este valor ha sido fijado el variador controla la velocidad de la bomba entre una frecuencia mínima (P418) y una máxima (P419) a través del control PID. Cuando la orden de RUN llega al variador, esté incrementa la frecuencia de salida. Para controlar esta frecuencia de salida, existen diversos parámetros: rampas de aceleración y desaceleración, velocidad de arranque etc Función Dormir La función dormir es muy útil para evitar que una bomba funcione a una velocidad la cual no es suficiente para crear un flujo. Una vez se detecta la frecuencia a la cual la bomba es capaz de mover el agua pero no de crear un flujo suficiente, se ha de ajustar la frecuencia dormir P481 un poco por encima de dicha frecuencia. Al utilizar esta función, es posible evitar problemas mecánicos que podrían dañar componentes de la bomba o provocar excesos o fugas de presión. Además, parar la bomba cuando realmente no es necesario que esté en marcha, provoca un ahorro de energía. Por lo tanto, la función dormir se activará si la frecuencia de salida es menor que la frecuencia dormir durante un tiempo P1348 (3) Función Despertar El propósito de la función Despertar es poner en marcha la bomba o arrancarla después de haberse parado por la función Dormir. Se han de dar dos condiciones para que la función despertar arranque la bomba: - (%P476 Porcentaje referencia - % P478 Valor actual) > P1348 (4) (%) Diferencial activación - La primera condición se debe de cumplir un tiempo P1348 (2) Se pueden evitar pérdidas a través de la función despertar, ya que las dos condiciones deben cumplirse para que la bomba se ponga en marcha. Por lo tanto, el variador no pone en marcha la bomba innecesariamente Función Directa Existe la posibilidad de utilizar la bomba en funcionamiento directo, es decir sin el controlador PID. En este modo la bomba funcionará a una frecuencia fija, ajustada con el parámetro P480. Para la activación de este modo se deberá activar la entrada SIN2D. Es importante destacar que la Frecuencia Dormir P481 ha de ser menor que la Frecuencia Máxima P419, y que la Frecuencia Dormir P481, ha de ser mayor que la frecuencia mínima P418. P419> P481>P

5 Frec. Mínima P418 28Hz Frec. Máxima P419 50Hz Frec. Dormir P481 32Hz 2 s P1348 (2) 2 s P1348 (3) Figura 2: Diagrama funciones dormir y despertar Controlador PID La desviación de control (diferencia entre el porcentaje de referencia y el porcentaje real) es la señal de entrada al controlador PID. El controlador PID ajusta la frecuencia de salida del convertidor de modo que se minimiza la desviación del control. Generalmente se desea una respuesta rápida pero siempre sin generar picos ni oscilaciones. i. Componente Proporcional: La salida del controlador P es el producto de la desviación de control y la amplificación. Se ajusta con el parámetro P444. ii. Componente Integral: La salida del controlador I es la integral de la desviación de control. Se ajusta con el parámetro P445 iii. Componente Derivativo: El controlador D evalúa el cambio de la desviación de control y calcula el ritmo de cambio. Se ajusta con el parámetro P446. Esté componente no se suele utilizar para este tipo de aplicaciones Para utilizar el valor de salida del controlador PID como una frecuencia de referencia, la configuración "30 Control PID" debe estar seleccionada para Fuente frecuencia de referencia 1 P475 o Fuente frecuencia de referencia 2 P492. Si el controlador PID esta seleccionado como la fuente de frecuencia de referencia, se activan los ajustes del controlador PID

6 PID desired set value Reference percentage channel Reference Percentage Source Reference Percentage Source Backlash Backlash 618 Amplification 444 Selection: Source of PID desired set value Actual value: Reference Percentage Value 229 PID real value P.478 < 0.50% Minimum value >0.50% Fixed Frequency Real value failure Actual Percentage Source 478 Operation Mode Actual Value Actual value: Failure 440 Actual Percentage Value 230 I Integral Time 445 Derivative Time 446 Max. I-part Max. I- Component + Limitation Maximum Frequency 442 Minimum Frequency 443 Figura 3: Diagrama de bloques control PID del variador Para conseguir un correcto funcionamiento de la bomba regulada, es necesario utilizar el PLC interno del variador, a modo de realizar las funciones necesarias de control. La programación del PLC se realiza con el software integrado en el VPLUS, esté programa es el VPLC. En la siguiente figura se muestra la programación correspondiente a la aplicación. Figura 3: Programación con Software VPLC - 6 -

7 2.1.5 Detección de par bajo pozo seco Esta función nos sirve para detectar un bajo nivel de par debido a posibles anomalías como que el pozo esté seco. El sistema consiste en controlar un valor mínimo de corriente Isq P216, si este valor baja por debajo del valor ajustado en P582 Trigger Limite I activa en un periodo de tiempo ajustado en P583, se produce un error en el variador F0402.Este error se restablece activando la entrada IN5D. El parámetro P582 se ha de ajustar como un porcentaje de la corriente nominal del motor P371. Para deshabilitar esta función poner el parámetro P581=0, Detección de tubería rota Con esta función se consigue controlar una posible rotura en una de las tuberías de la instalación. Se comprueba que la presión de la instalación no baje por debajo de un valor ajustado P522 pasado un tiempo de llenado de la instalación P1348 (17). Para habilitar esta función la entrada IN3D ha de estar activada Alarma transductor de presión averiado El variador de frecuencia se pondrá en error en caso de que la señal del transductor de presión no envíe señal al variador. En este caso aparecerá el error F1401. Este error se restablece activando la entrada IN5D. Para deshabilitar esta función poner el parámetro P453= Tabla parámetros control de una bomba regulada Parámetro Descripción Valor por defecto Valores ejemplo Valor usuario 28 Nivel de control 1- Easy 3- Profesional 3 30 Configuración 110- Control vectorial V/F 110- Control vectorial V/F Programa Parámetros fábrica Mapa de motor - Introducir Datos motor 796 Autotunning 10- Setup Completo DS0 10- Setup Completo DS Frecuencia mínima 3,5 Hz 28 Hz 419 Frecuencia máxima 50 Hz 50 Hz 493 Modo operación 1- +/- reference 1- +/- reference 1- +/- reference 475 Referencia frecuencia 1 1- Analog Value MFI1A 30 - Control PI 30 - Control PI 492 Referencia frecuencia 2 5- Keypad-Motorpot 0 - Cero 0 - Cero 495 Modo operación 1- +/- reference 1- +/- reference 1- +/- reference 476 Referencia porcentaje 1 1- Valor Analógico MFI1A 3-Porcentajes fijos 3-Porcentajes fijos 494 Referencia porcentaje 2 5- Keypad-Motorpot 0 - Cero 0 - Cero 480 Frecuencia programable 1 0 Hz 50 Hz - 7 -

8 Parámetro Descripción Valor por defecto Valores ejemplo Valor usuario 481 Frecuencia programable 2 10 Hz 32 Hz Frecuencia dormir Acceleración/Decel. 5 Hz/s 10 Hz/s 068 Marcha horaria 71- IN1D FLP Salida Buffer FLP Salida Buffer Amplificación 1,00 1,00 A ajustar en proceso 445 Tiempo integral 200 ms 200 ms A ajustar en proceso 478 Fuente Porcentaje actual 1- Valor Analógico MFI1A 1- Valor Analógico MFI1A 1- Valor Analógico MFI1A 581 Modo Operación V-belt 0-Apagado 2-Error 582 Trigger Limite Iactiva 10 % 10 % 583 Retardo V-belt 10 s 20 s 1348 (2) FLP Parámetro 1-3 s Retraso arranque bomba 1348 (3) FLP Parámetro 1-4 s Retraso paro bomba 1348 (4) FLP Parámetro % Dif. activación bomba= 5% 070 Sel. Grupo Datos 1 73-IN3D 72-IN2D 72-IN2D 103 Reconocimiento de Error 75-IN5D 75-IN5D 75-IN5D 183 Error Externo 7-Deshabilitado FLP Salida Buffer FLP Salida Buffer Selec. Frecuencia Prog IN4D 7-Deshabilitado 7-Deshabilitado 1348 (22) FLP Parámetro 1-0 s 0 s 520 Porcentaje programado 1 0 % 70 % 521 Porcentaje programado 2 20 % 60 % 522 Porcentaje programado 3 50 % 10 % 535 Modo Op. Error Externo 0- Desactivado 1- Error-Apagado Tabla 1: Parámetros para sistemas de control bomba regulada Parámetros a ajustar en la puesta en marcha Parámetros fijos La tabla 1 muestra los parámetros necesarios para realizar un sistema de control de bomba por medio de los variadores Bonfiglioli Vectron. Estos son los parámetros básicos, comunes a todos los sistemas de control de bombas. Si va a configurar el variador por medio de la consola, se recomienda establecer el parámetro nivel de acceso P28 a 3 (Modo Experto), con el fin de poder acceder a todos los menús del variador Nota: La tabla anterior muestra valores que son validos para un ejemplo pero podrían no funcionar correctamente para otra aplicación

9 3.1 CONTROL DE UNA BOMBA REGULADA + UNA BOMBA ADICIONAL En la siguiente figura se muestra el esquema de conexionado del variador para el control de una bomba regulada más una bomba adicional. Figura 4: Esquema de conexionado para control de una bomba regulada y una bomba adicional Este sistema de control consiste en una bomba regulada controlada exclusivamente por el variador y una bomba adicional de trabajo en modo marcha-paro. El variador dará marcha o paro a la bomba adicional con el fin de lograr la presión deseada. Para poder activar la bomba adicional el variador ha de recibir a través de una entrada digital IN1D la disponibilidad de la bomba adicional. Esta entrada puede usarse para la habilitación de la bomba auxiliar o como realimentación del relé K31. El variador mediante la salida relé activará el relé K3, a través un contacto NO de K3 se activará el relé de la bomba adicional. La bomba adicional se pondrá en marcha cuando la frecuencia de salida del variador sea mayor a la frecuencia de arranque de la bomba adicional P1388 (1) durante un tiempo P1348 (10). Y se desconectará cuando la frecuencia de salida del variador sea inferior a la frecuencia de paro de la bomba adicional P1388 (2) durante un tiempo P1348 (12), esté tiempo ha de ser inferior al tiempo de la función Dormir, el paro de la bomba regulada nunca se producirá mientras la bomba adicional este en marcha. Para conseguir un correcto funcionamiento de la bomba adicional, es necesario utilizar el PLC interno del variador, a modo de realizar las funciones necesarias de control

10 Frec. arranque bomba adicional P1388(2) 48Hz Frec.Paro bomba adicional P1388(1) 40Hz 3 s P1348(11) 2 s P1348(13) Marcha-Paro Bomba adicional Figura 5: Diagrama funcionamiento bomba adicional Tabla Parámetros adicionales control de una bomba regulada + 1 bomba adicional Parámetro Descripción Valor por defecto Valores ejemplo Valor usuario 550 Modo Op.MFO1 (X13.6) 10- Analogico MFO1A 1-MFO1D-Digital 1-MFO1D-Digital 554 Operación Digital MFO1D 4 Frecuencia conf 82-FLP Salida buffer 3 (Marcha 82-FLP Salida bomba adicional) buffer (10) FLP Parámetro 1-20 s Retraso arranque bomba 1348 (12) FLP Parámetro 1-2 s Paro bomba adicional 1388 (1) FLP Valor fijo frecuencia - 48 Hz Arranque bomba adicional 1388 (2) FLP Valor fijo frecuencia - 40 Hz Paro bomba adicional Tabla 2: Parámetros para sistemas de control bomba regulada + una bomba adicional Parámetros a ajustar en la puesta en marcha Parámetros fijos La tabla 2 muestra los parámetros específicos para el control de una bomba regulada y una bomba adicional. A estos parámetros hay que añadir los de la tabla 1 mostrada anteriormente en el manual para el control de una bomba regulada

11 Nota: La tabla anterior muestra valores que son validos para un ejemplo pero podrían no funcionar correctamente para otra aplicación. Se han de tener en cuenta las siguientes consideraciones. P419>P1388 (1) >P1388 (2) >P481>P418 P419: Frecuencia máxima. P1388 (1) : Frecuencia arranque bomba adicional. P1388 (2) : Frecuencia desconectar bomba adicional. P481: Frecuencia dormir bomba regulada. P418: Frecuencia mínima

12 TECNOTRANS BONFIGLIOLI, S.A. Zona Franca, Sector C, Calle F nº Barcelona tecnotrans@tecnotrans.com Tf: Fax: CONTROL DE DOS BOMBAS REGULADAS CON ALTERNANCIA Este sistema de control consiste en dos bombas que trabajan de forma alternativa en función regulada y directa. La alternancia se produce después de que una de las bombas haya estado en funcionamiento durante un tiempo P1348 (22). El cambio de bomba regulada se produce cuando el equipo se detiene, no se realiza mientras el equipo esté en marcha. La alternancia de bombas se gestiona a través de tres salidas del Agile. En los siguientes esquemas se observan los esquemas eléctricos correspondientes. Documentación Producto

13 El variador activará el relé K1 para que la bomba 1 actúe como regulada y el K2 para que lo haga la bomba 2. En caso de ser necesaria la activación de la bomba en directa, se activará el relé K3. Estos relés son auxiliares y nos sirven para realizar la gestión de la activación de las bombas con los relés K10 ( Bomba 1 regulada), K20 ( Bomba 2 regulada), K30 (Bomba 1 en directa) y K31 ( Bomba 2 en directa). El funcionamiento de la bomba en directa es el mismo que el explicado anteriormente en el punto 3.1 para la bomba adicional. Para desactivar la alternancia de bombas, poner el P1348 (22) = Tabla Parámetros adicionales control de dos bombas reguladas con alternancia Parámetro Descripción Valor por defecto Valores ejemplo Valor usuario 531 Modo Op. OUT1D (X13.5) - 80-FLP Salida buffer 1 80-FLP Salida buffer Modo Op. OUT3D (X11.6) - 81-FLP Salida buffer 2 81-FLP Salida buffer (22) FLP Parámetro Tiempo alternancia bombas 1349 FLP Parámetro 2-1 Aux alternancia bombas 1 Auxiliar alternancia (22) bombas Tabla 3: Parámetros para sistemas de control dos bombas reguladas con alternancia Parámetros a ajustar en la puesta en marcha Parámetros fijos La tabla 3 muestra los parámetros específicos para el control de dos bombas reguladas con alternancia. A estos parámetros hay que añadir los de las tabla 1 y 2 mostradas anteriormente

14 3.3 LISTADO DE ERRORES DE LA APLICACIÓN Fallo Descripción Solución F0402 Detección de bajo par Comprobar el estado del pozo. F1454 Detección tubería rota Comprobar posibles fugas en la instalación. F1401 Avería en transductor de presión Comprobar estado del transductor de presión