Implementación de una red de variadores de frecuencia en el laboratorio de operaciones unitarias para la automatización de equipos industriales.

Abstract

La electrónica ha tenido un papel influyente en la automatización industrial. La utilización de los variadores de frecuencia en la industria ha aumentado en los últimos años, debido a la necesidad de mejorar los procesos y los consumos de energía en máquinas que utilizan motores. Este trabajo es parte del proyecto de automatización que se lleva a cabo en el laboratorio de operaciones unitarias de la Universidad del Valle de Guatemala. En el cual han tomado un papel protagónico estudiantes de ingeniería electrónica e ingeniería química. En diversos procesos que se llevan a cabo en el laboratorio de operaciones unitarias, es necesario variar la velocidad de operación de los equipos involucrados. Por lo que se ha recurrió a instalar variadores de frecuencia marca Allen Bradley de la línea PowerFlex, en los equipos que poseen motores tanto trifásicos como monofásicos. Estos variadores son del tipo PWM, por lo que operan con el principio de modulación de ancho de pulso. En este trabajo se intervino, en procesos que tienen distintos tipos de cargas, las de par constante en donde se requiere optimizar el proceso, tal como lo son las máquinas transportadoras como los elevadores de cangilones, el tornillo sin fin y el reactor químico. Por otro lado está el banco hidráulico que posee una bomba centrífuga que también se intervino para agregar el variador y poder tener control sobre esta carga de par variable. A su vez se ha monitoreado el comportamiento de los aparatos con carga, obteniendo mediciones de parámetros de interés, tales como la corriente y voltaje tanto de línea como del variador. Posteriormente se diseñó una red de comunicación con topología de bus, bajo el protocolo RS485. Un cable especializado se ha colocado en una canaleta aérea montada a lo largo del laboratorio. Dado que la topología lógica de la red es cliente servidor, se diseñó un programa que consiste en el maestro de la red de variadores que actúa como el servidor de la red, este permite monitorear los variadores y todos los registros que contienen información de interés, desde la frecuencia a la que está operando el motor hasta la corriente de torque que está proveyendo. Adicional al monitoreo se tiene la capacidad de ejercer control sobre el variador que se monitoree, dando la posibilidad de encender y apagar el variador, así como también introducir la frecuencia de operación deseada. El que el usuario tenga acceso a este tipo de automatización juega un papel determinante en la preparación del alumno que interactúa con los equipos automatizados. A los que se enfrentará en la industria en su ejercicio profesional.