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Tecnología de controles digitales

Controles integrados

Una mayor eficiencia en el diseño de la instalación mediante la reducción de requisitos de espacio físico proporciona menor costo total de propiedad.

Ofrece mayor confiabilidad mediante la reducción del número de componentes para reducir al mínimo los puntos de falla en el sistema.

Desarrollado con el grupo electrógeno para funcionar con el alternador y el motor a fin de proporcionar mayor confiabilidad y capacidad de protección integral incorporada.

Controles de supervisión

Un sistema de control de supervisión tiende a tener un costo total de propiedad mayor debido al número de componentes individuales utilizados.

En los sistemas de control de supervisión, se  puede esperar un número mayor de puntos de falla que se traduzcan en menor confiabilidad.

Los controles de supervisión carecen de integración, con lo cual proporcionan puntos de falla para protección y confiabilidad.

No todos los controles son igualesControles integrados en comparación con controles de supervisión

En 1995, Cummins Power Generation sacó al mercado los primeros controles digitales PowerCommand® totalmente integrados en su completa gama de grupos electrógenos comerciales. Estos controles basados en microprocesador son la única plataforma totalmente integrada de la industria capaz de integrar el motor, el control del alternador y las funciones de protección en un sistema común.

A diferencia de otros fabricantes, los productos Cummins están diseñados como un sistema único, no como componentes individuales de un sistema mayor. El sistema de control integrado único puede controlar el motor y el generador, y proporcionar otras funciones de control que mejoran la confiabilidad y el rendimiento.

Como parte de los sistemas de energía PowerCommand, los controles digitales combinan las tecnologías del generador, la transferencia y los controles en el único sistema preintegrado diseñado por un fabricante (Cummins Power Generation) para proporcionar una sola fuente de responsabilidad para tranquilidad de nuestros clientes.

METERVAR/PF

ECE

NG

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GOV

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I/E PROT SYNC ILS

Powerto load

Loadsharedata

Remote

ALARM

CB

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DIGITALCONTROL

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Powerto load

Loadsharedata

Remote

CB

GEN

Figura 1: En un entorno digital, todas funciones de control de motor, generador y carga se combinan en una pequeña unidad de control central digital. La confiabilidad mejora debido a que han disminuido las interconexiones.

Figura 2: Aquí se ilustran los diversos componentes análogos requeridos en una aplicación de paralelismo con la red pública. Observe la cantidad de componentes, cables y conexiones separados; todos ellos reducen la confiabilidad.

2 power.cummins.com

Los controles del grupo electrógeno, los controladores de tableros de transferencia automático y los controles maestros digitales PowerCommand utilizan lógica distribuida. En caso de pérdida de un componente único, los controles están diseñados para funcionar independientemente, lo cual se traduce como un sistema reducido y no una falla total del sistema.

La integración de componentes PowerCommand hacen posible la eliminación de muchos componentes en un sistema típico a fin de reducir al mínimo los puntos de falla únicos y mejorar la confiabilidad del sistema.

Los controles PowerCommand han sido cuidadosamente analizados y están sujetos a un análisis de efecto de modo de falla (FMEA) detallado, además, tienen un tiempo promedio entre fallas (MTBF) de 300.000 horas como máximo para lograr una confiabilidad óptima de lógica y componentes.

La integración sin problemas de los componentes funcionales del sistema de energía hace posible que el estado de todos los componentes y  valores en un sistema de energía complejo se visualicen y controlen desde una unidad de visualización central o remota, como también desde una computadora.

Cummins PowerCommand® Tecnología de controles digitales

Como líder mundial en sistemas de alimentación preintegrados, Cummins diseña y fabrica todos los componentes clave del sistema de energía, incluidos los grupos electrógenos, los tableros de transferencia, los controles maestros digitales completos con secciones de fuerza y soluciones de monitoreo remoto en un paquete de valor completamente integrado. La responsabilidad única de todo el sistema es claramente de Cummins. Con Power of One™, no solo abastecemos todo el sistema, sino que diseñamos y fabricamos todo el sistema de control.

Como fabricante de fuente única de sistemas completos de energía, ofrecemos el mayor grado control de  diseño y de rendimiento para asegurar que cada elemento funcione en armonía y sin inconvenientes, conforme a décadas de confiabilidad comprobada en campo.

Tableros de transferencia automática

Grupos electrógenos

PowerCommand®

Sistema de monitoreo

remotoSerie 500

Sistema de paralelismo

The Power of One

Confiabilidad del sistema mejorada

Con los protocolos de comunicaciones comunes, estos componentes utilizan controles basados en microprocesadores PowerCommand completamente integrados para todas las funciones de protección y control del sistema. Las inherentes capacidades de control de los componentes del sistema permiten el diseño de sistemas de energía más inteligentes, lo cual se traduce en importantes ganancias en las áreas donde los diseñadores y usuarios más lo necesitan.

power.cummins.com 3

Control del grupo electrógenoEficiencia y rendimiento mejorados

PowerCommand® es un sistema de monitoreo, medición y control del grupo electrógeno basado en microprocesador diseñado para satisfacer las demandas actuales de los grupos electrógenos impulsados por motores. Este sistema de control integrado único puede hacer funcionar directamente el sistema de combustible del motor en conjunto con una unidad de control del motor donde corresponda, controlar directamente el sistema de excitación del alternador y proporcionar funciones de control que mejoren la confiabilidad y el rendimiento.

Los controles PowerCommand son intercambiables (se pueden actualizar fácilmente de modo que la  expansión futura sea menos costosa), interoperables (fácilmente pueden hacer interfaz a otro equipo para compartir datos) y habilitados para su uso en Internet (se pueden enlazar a Internet para hacer más confiable el monitoreo y operación remotas).

Protección de batería del motor de arranqueLa principal causa de falla en el arranque de un grupo electrógeno se debe baterias de arranque con baja carga. Cummins proporciona protección de arranque con nuestro indicador de advertencia de voltaje de batería alto y bajo, para supervisar continuamente el voltaje de la batería. El sistema de control supervisará la batería para detectar una falla en el sistema de carga y una alarma de “batería débil” suena cuando el voltaje de la batería cae demasiado y se prolonga la recuperación (consulte el Diagrama 2). Esto asegura confiabilidad mejorada del grupo electrógeno y estabilidad permanente.

Diagrama 2

Sistema de control de encendido inteligenteCuando el motor está en modo de arranque, el sistema de control de encendido inteligente comprueba la rotación del motor y proporciona suficiente combustible para acelerar el motor gradualmente para alcanzar la velocidad nominal, reduciendo el humo negro en el arranque. El sistema de control digital también puede ajustar la configuración del gobernador según la temperatura del motor para hacerlo más estable en el arranque y con mayor capacidad de respuesta conforme se calienta.Diagrama 3: En la mayoría de los grupos electrógenos convencionales, el  sistema de control de velocidad del motor no “sabe” que el grupo electrógeno está en modo de arranque. Por consiguiente, el control tiende a sobrealimentar de combustible al motor durante el arranque, lo cual genera una nube de humo negro proveniente del escape.

Gobernación convencional Gobernación PowerCommand™

Diagrama 3

HUMO NEGRO

ACELERACIÓNTOTAL ACELERACIÓN

CONTROLADA

DESCONEXIÓN DE ARRANQUE

REVISIÓN DE GIRO DEL MOTOR (PCC)

TIEMPO

100 %

FRE

CU

EN

CIA

Protección del alternadorLos sistemas de protección de grupos electrógenos convencionales, con frecuencia, no protegen de forma suficiente el grupo electrógeno y pueden funcionar incorrectamente y ocasionar fallas accidentales del sistema. La protección Ampsentry™ está diseñada para eliminar las fallas accidentales del grupo electrógeno que ocurren con protecciones de interruptores de caja moldeada para proporcionar un estándar más alto de protección para el alternador. Protege la integridad eléctrica del alternador contra daño térmico.Diagrama 1: La detección y protección digital coincide con la curva de daño. El control digital PowerCommand utiliza una curva de operación que se aproxima a la curva del daño para evitar exceso de acumulación de calor a fin de ofrecer protección al alternador.

Relé de protección Ampsentry cuenta con certificación UL.

PowerCommand 2100, 3200 or 3201 with integral AmpSentry™ Protective Relay Enclosure Type 1 600V Maximum

AmpSentry Protective Relay provides overload protection of generator and feeder conductors from generator terminals, in accordance with the requirements of 2005 NFPA 70: National Electric Code®, Articles 240.21(G), 445.12(A), and 445.13 without the use of an additional protective device. Feeder conductors from generator terminals shall have ampacity no less than 100 percent of generator rating.

A disconnect for the generator is required per 2005 NFPA 70: National Electric Code®, Articles 225.31, 225.32, and 445.18 unless the driving means for the generator can be readily shutdown and the generator is not arranged to operate in parallel with another generator or source of voltage.

AmpSentry Protective Relay allows selective coordination of generator with a downstream instantaneous trip overcurrent protective device in accordance with the requirements of 2005 NFPA 70: National Electric Code®, Articles 700.27 and 701.18. Verification of generator set electrical system coordination must be achieved by a coordination study.

NRGU.E243454 Protective Relay

Industrial Control Equipment 15VV

Diagrama 1

32VDC

24VDC

10VDC

NORMAL RECOVERY TIME

RECOVERY TIME WITH "WEAK BATTERY"

4 power.cummins.com

Requisitos de espacio reducidoLos controles digitales permiten que muchos sistemas de  control se ubiquen con el  grupo electrógeno en  lugar de estar aislados en un cuarto sin polvo ni  vibración. Esto ocupa menos superficie de suelo y  requiere menos protección ambiental para simplificar la  instalación, puesta en servicio y reducir el mantenimiento y reparación.

Diagrama 6: Los sistemas de control de paralelismo digital solo requieren un controlador maestro digital, sin importar la cantidad de grupos electrógenos en paralelo. Esto reduce el “espacio” de los módulos de control además de centralizar la información y el control en un dispositivo de entrada/salida.

Sensor de primer arranqueCummins Power Generation fue pionero en el uso de la tecnología de interbloqueo por sensado de primer arranque para evitar el cierre simultáneo de los grupos electrógenos no sincronizados a una barra muerta. Un sistema de sensor de barra muerta de respaldo en cada control hace posible que el sistema se inicie de forma apropiada después de un corte de energía.

Diagrama 4: El módulo de primer arranque PowerCommand® entre grupos electrogenos, permite que arbitrariamente solo una unidad se conecte primero a la barra. Al resto de las unidades se les inhibe la funcion de cierre a la barra, hasta que arbitrariamente se haya determinado qué grupo electrógeno se seleccionará como la unidad que primero se conecte a la barra.

Sincronización digital Los controles del grupo electrógeno PowerCommand funcionan con un rango de operación de voltaje de barra y frecuencia muy amplios, y en condiciones ambientales muy variadas. Los controles gobernadores del grupo electrógeno operan considerando la temperatura, ajustando automáticamente las características de gobernación considerando la temperatura de operación motor. Los controles del grupo electrógeno PowerCommand pueden sincronizarse incluso en caso de inestabilidad en la barra o de condiciones de frecuencia anormales.

Diagrama 5: La sincronización de PowerCommand se logra mediante el control de gobernación. lo cual hace posible que las formas de onda de dos fuentes diferentes sean idénticas. Por lo tanto, Δt y |ΔΘ| tienden ambas a cero, asi como las dos estrellas del círculo unitario existen en el mismo punto angular.

Protección de falla del interruptorLa protección ante falla de interruptor controla y monitorea las señales de cierre del interruptor y proporciona una advertencia o corte si el interruptor no se cierra o abre ante el comando para evitar un funcionamiento incorrecto del sistema o daño al generador.

Control de emisionesLa capacidad que tienen los sistemas digitales de integrar diversas funciones es específicamente importante en los motores diesel modernos con control de emisiones. La integración de funciones de control del motor (flujo de combustible y tiempo de la inyección) con fluctuación en la carga del generador es fundamental para reducir al mínimo las emisiones de gases de escape de los motores diesel. En sistemas digitales totalmente integrados, estas funciones están integradas en los controladores del grupo electrógeno PowerCommand. Esto se traduce en mejor rendimiento del motor con cargas variables, emisiones de gases de escape y voltaje y frecuencia de salida más estable.

Diagrama 4

G1 GN

PCC

CARGA

MÓDULO DE PRIMER ARRANQUE MÓDULO DE PRIMER ARRANQUE

PCC

Diagrama 5

Y(t) = VGrupo electrógeno (t)

Y(t) = VOtra fuente (t)

∆t = t2 - t1

| ∆θ | = | θGrupo electrógeno - θOtra fuente |

Y(t)

t

t1

0.5π 0.5π 0.5π

0.5π 0.5π

0.5π 0.5π

θ

t2

Genset

θOther Source

0.5π 1.5π 2ππ

Diagrama 6

A las cargas

Comandos de secuencia de cargaPLC

Transductor digital

CB1

CB2

CB3

power.cummins.com 5

Menores costos de operación de flota: mejora el rendimiento del combustible de los sistemas de varios generadores al hacer funcionar el número mínimo de grupos electrógenos para cumplir los requisitos de carga real

Admite operación de flota grande: hasta 16 grupos electrógenos funcionando en paralelo.

Fácil configuración/puesta en marcha: cambie la configuración del sistema MLD desde cualquier pantalla y transmítala a todos los grupos electrógenos

Lógica incorporada: instalación sin dificultades sin necesidad de equipos adicionales

Ingreso de carga predictivo: prevé inteligentemente las cargas grandes y agrega capacidad para ofrecer una operación confiable

Arranque remoto de punto único: coloca rápidamente en línea al sistema para lograr un inicio rápido en la operación

Monitoreo del sistema: vea información sobre todo el sistema desde cualquier pantalla

Rápido tiempo de respuesta: a través de la red de comunicaciones s-CAN

Ecualización de hora de funcionamiento: la función de ecualización de hora de funcionamiento prolonga la vida del motor para reducir el soporte en el campo

Control de grupo electrógenoPowerCommand® 3.3con tecnología de control de demanda de carga sin control maestro (MLD)El PowerCommand 3.3 MLD es un control de grupo electrógeno de múltiples funciones que incorpora tecnología de demanda de carga sin control maestro (MLD). La integración de todas las funciones de control, incluida regulación de voltaje, gobernación y paralelismo en un solo sistema de control, ofrece confiabilidad y rendimiento mejorados en comparación con los sistemas de control de grupos electrógenos convencionales.

Los generadores con capacidad de demanda de carga sin control maestro cuentan con una conexión de red s-CAN adicional que permite compartir información entre los grupos electrógenos en paralelo. Los controles del grupo electrógeno utilizan esta información para arrancar/detener los grupos electrógenos automáticamente conforme a la demanda de carga.

Control maestro digitalFacilidad de operación y adaptabilidad

Diagrama unifilar con 8 grupos electrógenos

El control maestro digital (DMC) de  PowerCommand utiliza un diseño de sistema de control lógico distribuido integrado que asegura que cada uno de los principales componentes del sistema funcione de manera autónoma en caso de que fallaran otros componentes del sistema a fin de mejorar la confiabilidad de este.

El uso de DMC para fines específicos permite el suministro de hardware de control completamente probado para adición/retiro de carga, demanda de carga, paralelismo de servicios públicos y funciones de control de transferencia de energía, y diversas opciones de HMI para control y estado del operador.

En Cummins, comprendemos que las instalaciones crecen, cambian y se amplían con el correr del tiempo. Hemos creado la línea de productos DMC para facilitar la escalabilidad. La adición de generadores y cargas al sistema de control se puede configurar sin mayor programación, y  la futura instalación se debe ajustar en cualquier diseño, según se requiera.

DMC 1500 PowerCommandSistema de emparejamiento

Tendencia histórica

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Monitoreo remotoEl equipo de monitoreo remoto PowerCommand® proporciona un medio conveniente de monitorear y controlar remotamente los grupos electrógenos, tableros de transferencia, sensores y controles de salida. Diseñados para recibir el mínimo servicio y soporte, Cummins ofrece productos escalables para satisfacer los requisitos de sus aplicaciones, desde tableros anunciadores de LED hasta soluciones SCADA basadas en web para todo su sistema de energía, lo que proporciona a los usuarios autorizados visibilidad desde cualquier parte, en cualquier momento.

Calibraciones y ajustes: los usuarios son capaces de calibrar un nuevo hardware con su configuración adecuada y ajustar las diferentes variables para mejorar y cumplir las características de rendimiento específicas.

Sistema de información de fallas (FIS): InPower tiene incorporado un sistema de información de fallas (FIS) que enumera las fallas y las metodologías correspondientes para la solución problemas.

InPower™

InPower es una herramienta de software basada en PC para servicio directo de productos PowerCommand. InPower, disponible en dos ediciones, utiliza una interfaz gráfica compatible con Microsoft Windows® para proporcionar capacidad de conexión directa.

InPower Pro: permite que los usuarios modifiquen y configuren una serie de ajustes dentro del control para personalización avanzada, específica de la aplicación y monitoreo del funcionamiento del grupo electrógeno y los parámetros de desempeño.

InPower Lite: permite que los usuarios revisar los ajustes de parametros para del diagnóstico y la solución de problemas.

Gráfico y monitor: esta función de gráfico y monitor permite a los usuarios visualizar gráficamente y supervisar los datos del desempeño del equipo correspondiente en tiempo real.

Archivos de captura de calibración: InPower permite a los usuarios tomar una imagen de la configuración cargada en el dispositivo, que se puede utilizar para respaldar y restaurar la configuración actual.

Capacidad de servicio avanzada

NOTIFICACIÓN DE EVENTOS SMS/texto

SMTP/correo electrónico

SNMP/alertas Trap

SISTEMA DE ENERGÍA Grupos electrógenos y tableros

de transferencia Cummins Power Generation

Grupos electrógenos y tableros de transferencia de terceros

Sensores y controles de salida

INTERFAZ DE USUARIO BASADA EN WEB Acceda a la interfaz de usuario desde

cualquier PC, Mac o tablet con Windows 8

Diagrama 7: Sistema de monitoreo remoto PowerCommand 500/550

power.cummins.com 7

Asia Pacífico10 Toh Guan Road #07-01Singapur 608838

Teléfono 65 6417 2388Fax 65 6417 2399

BrasilRua Jati, 310, CumbicaGuarulhos, SP 07180-900Brasil

Teléfono 55 11 2186 4195Fax 55 11 2186 4729

ChinaNo. 2 Rongchang East Street Beijing Economic and Technological Development Area Beijing 100176 P.R. China

Teléfono 86 10 5902 3000 Fax 86 10 5902 3199

Europa, CIS, Medio Oriente y ÁfricaManston Park Columbus Ave.Manston Ramsgate, Kent CT 12 5BF Reino Unido

Teléfono 44 1843 255000Fax 44 1843 255902

India35A/1/2, ErandaqanaPune 411 038India

Teléfono 91 020 6602 7525Fax 91 020 6602 8090

América Latina3350 Southwest 148th Ave.Suite 205, Miramar, FL 33027EE. UU.

Teléfono 954 431 5511Fax 954 433 5797

MéxicoEje 122 Nro. 200 Zona IndustrialSan Luis Potosí, S.L.P. 78395México

Teléfono 52 444 870 6700Fax 52 444 824 0082

América del Norte1400 73rd Ave. NEMinneapolis, MN 55432 EE. UU.

Teléfono 763 574 5000Teléfono gratuito para EE. UU. 877 769 7669Fax 763 574 5298

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