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Las perturbaciones eléctricas provocan confusión del software

El papel de los sistemas de control basados en microprocesadores en la industria se extiende por todo el ámbito de las soluciones de hardware y software, desde sistemas informáticos de back-office y telecomunicaciones hasta sistemas de control de automatización de la planta de producción. Si los ingenieros quieren mantener la productividad, deben esforzarse más para proteger todos estos equipos de las perturbaciones eléctricas, señala Jeff Edwards, CEO de Energy Control Systems, empresa especializada en protección contra sobretensiones.

Todos los equipos eléctricos de una instalación, desde los sistemas informáticos hasta los equipos de automatización de fábricas como los PLCs, necesitan protección contra las perturbaciones eléctricas. Los generadores de reserva pueden mantener los sistemas en funcionamiento durante un corte del suministro, pero tardan un tiempo en ponerse en marcha y no proporcionan protección contra los picos de energía y otras perturbaciones eléctricas.

Los supresores de sobretensiones tradicionales pueden proteger la infraestructura de las perturbaciones eléctricas que se producen por problemas en la calidad del suministro eléctrico, como los picos de tensión y las caídas de tensión. Sin embargo, sabemos que estos dispositivos no se han concebido para gestionar todo tipo de perturbaciones eléctricas. Siempre ha habido necesidad de descargadores de sobretensiones contra rayos en la red eléctrica, pero la industria ha ido más allá. Es necesario centrar más la atención en los equipos basados en microprocesadores para evitar la confusión de software. En la actualidad utilizamos equipos dotados de microprocesadores que funcionan a velocidades de gigahercios en chips, por lo que la más mínima perturbación puede afectar negativamente a la productividad. A menudo, estas perturbaciones pasan desapercibidas tanto para los operadores humanos como para los equipos tradicionales de protección contra sobretensiones, que solo captan eventos muy por encima o muy por debajo de la onda sinusoidal. Sin embargo, una duración prolongada de estos eventos puede resultar cara.

Fluctuación en el suministro eléctrico
La introducción en la red eléctrica de equipos como los variadores de frecuencia (VFD) hace que la tensión raramente actúe como cabría esperar. Por ejemplo, si imaginamos la onda sinusoidal como un código binario formado de unos y ceros, esperamos que la potencia en los picos y los valles sea uno y que los pasos de la onda sean cero. Sin embargo, las perturbaciones eléctricas provocadas por problemas de calidad en el suministro eléctrico o equipos como los VFD indican que esto no será así. En cambio, en la operación de seis impulsos, el transitorio se produce seis veces por ciclo, y pasa por cero dos veces en la onda completa. Es posible que un valor de 600 a 700 V no parezca significativo cuando se produce una vez. Sin embargo, se producirá millones de veces por hora. Un paso por cero falso como este hace que los microprocesadores se activen prematuramente. Las perturbaciones eléctricas también pueden producirse sin rayos —hemos encontrado que el 80 por ciento de las perturbaciones eléctricas proceden del interior de las instalaciones. Estas perturbaciones menores pueden pasar desapercibidas al principio, pero también pueden causar confusión y errores inexplicables en el software. Sin embargo, los ingenieros descubrirán que si reinician el sistema, este volverá a un funcionamiento normal. Un dispositivo tradicional de protección contra sobretensiones mide y capta eventos que se producen por encima y por debajo de la onda sinusoidal, que son las tensiones de funcionamiento máxima y mínima. Hasta que la tensión supera esos puntos, la unidad de sobretensión está inactiva, pero una vez que un pico de tensión o un transitorio se sitúa por encima de ese nivel, se recortarán esos transitorios.

Atenuación
Para eliminar la mayor parte de los problemas de calidad en el suministro eléctrico, nuestros ingenieros crearon una red de atenuación de frecuencia —un filtro de transitorios sintonizado que monitoriza toda la onda sinusoidal en 360 grados, de modo que si se produce un evento en cualquier punto, se puede atenuar, suavizar y eliminar, garantizando así un periodo de inactividad mucho más reducido en todos los equipos basados en microprocesadores. En nuestras investigaciones para abordar la electrónica y los microprocesadores hemos conseguido desarrollar una tecnología exclusiva. Si se inyecta un pico de 800 V en una unidad SineTamer, la salida es de 14 V como máximo, mientras que un pico de entrada de 0 V es prácticamente indetectable en la salida. Si el pico transitorio es de alrededor de 80-125 kHz, podemos suavizarlo.

Búsqueda de la confusión del software
Nuestra experiencia en diversos sectores nos ha demostrado por qué los supresores de sobretensión tradicionales ya no son suficientes para proteger los equipos basados en microprocesadores. Por ejemplo, Coca-Cola en Lima, Perú, recurrió a nosotros cuando una máquina de etiquetado recién instalada colocaba las etiquetas aleatoriamente boca abajo. Instalamos temporalmente dispositivos de protección contra sobretensiones SineTamer para comprobar si se trataba de un problema transitorio, a pesar de que creíamos que no había ninguna relación. Unas semanas después hicimos un seguimiento y la compañía nos informó de que no se habían producido más problemas. Nos dimos cuenta de que empresas como Coca-Cola no eran capaces de resolver estos problemas a causa de los equipos tradicionales. Ni los antiguos varistores de óxido metálico (MOV) ni los dispositivos de protección contra sobretensiones basados en diodos pueden subsanar falsos pasos por cero, porque no están diseñados para detectar picos de 700 V en el envolvente de la onda sinusoidal. Si a un dispositivo típico basado en MOV se le inyecta un transitorio de 1000 V a 270 grados, superará el pico de la onda sinusoidal en unos 700 V. Del mismo modo, si se inyectan cero voltios, superará el valle en 700 V.

También trabajamos con una fábrica de cigarrillos de Paraguay que experimentaba dos o tres paradas al mes en las máquinas de llenado. La causa era una confusión del software de los PLC que provocaba al menos una hora de inactividad por turno. Dos años desde la instalación de SineTamer solo se había producido una parada en esa línea, y se comprobó que no estaba relacionada con la calidad del suministro eléctrico. En solo 28 días la empresa pudo obtener un retorno de la inversión al evitar pérdidas en la producción.
En el siglo XXI es necesario actualizar la protección eficaz contra las sobretensiones, no solo para proteger la infraestructura eléctrica básica, sino, lo que es más importante, para reducir o incluso eliminar la confusión del software. Con la atenuación de frecuencia ahora podemos reducir radicalmente y eliminar casi por completo los falsos pasos por cero. Cuando la onda sinusoidal se procesa y la información entra en el microprocesador, es pura y limpia.

Descarga gratuita de mantenimiento planificado
Invertir tiempo en la elaboración de una estrategia de mantenimiento preventivo puede evitar que las perturbaciones eléctricas afecten negativamente a la productividad. Nuestra guía sobre mantenimiento reactivo y planificado ayudará a los ingenieros a dejar de reaccionar y empezar a planificar para reducir el riesgo de los costosos periodos de inactividad. Descárguela gratis en nuestro sitio web www.ecsintl.com.

Acerca de ECS International:
Energy Control Systems (ECS) es una empresa global con más de 30 años de experiencia en dispositivos de protección contra sobrecargas de tensión y el sector de la calidad del suministro eléctrico. ECS ofrece la gama más completa de SPD para aplicaciones industriales, comerciales y militares.
Para más información, póngase en contacto con:
Jeff Edwards, ECS International, 5500 E Loop 820 S #205, Fort Worth, TX 76119
Teléfono: +1 817- 483-8497
www: www.ecsintl.com
E-mail: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
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Modificado por última vez en Viernes, 21 Agosto 2020 19:16

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