Porównanie marek VFD dla automatyki przemysłowej: Jak wybrać pomiędzy PowerFlex, SINAMICS, ABB, Schneider i Mitsubishi

Wybórprzemiennik częstotliwościrzadko kiedy jest to prosta decyzja dotycząca marki. Dwa falowniki VFD mogą odpowiadać tej samej mocy silnika i napięciu zasilania, ale dawać bardzo różne wyniki po uwzględnieniu integracji sterownika PLC, obciążenia przeciążeniowego, uruchomienia, części zamiennych, prac modernizacyjnych i-długoterminowego wsparcia.

Dlatego nie ma jednej „najlepszej marki VFD” dla każdego zakładu. Przydatne porównanie marek VFD powinno rozpocząć się od aplikacji, a następnie zawęzić wybór do danych silnika, wymagań dotyczących sterowania, istniejącego ekosystemu automatyki, cyklu życia i całkowitego kosztu.

W przypadku większości projektów przemysłowych pierwsza krótka lista często wygląda następująco:

Tabela jest narzędziem do tworzenia krótkiej listy, a nie wykresem równoważności modelu.

Zacznij od aplikacji, a nie od marki

Zanim porównasz PowerFlex z SINAMICS, ABB, Schneider lub Mitsubishi, zdefiniuj, co tak naprawdę musi robić silnik.

Stały moment obrotowy a zmienny moment obrotowy

Pompy i wentylatory są powszechnie kojarzone z pracą ze zmiennym momentem obrotowym. Przenośniki, mieszalniki i wytłaczarki coraz częściej wymagają stałego momentu obrotowego. Wciągniki i inne wymagające obciążenia mogą również wymagać wysokiego momentu rozruchowego, hamowania, sprzężenia zwrotnego lub dodatkowych funkcji bezpieczeństwa.

To rozróżnienie wpływa na wymaganą wartość prądu znamionowego i wymaganą zdolność przeciążeniową. Może także zmienić wymagany tryb sterowania i sposób hamowania.

Przydatnym pierwszym sprawdzeniem jest:

Dopasuj prąd silnika do mocy lub kW

„Silnik 15 kW, potrzebny napęd VFD o mocy 15 kW” to za mało informacji, aby dokonać wiarygodnego wyboru.

Moc znamionowa lub kilowat jest przydatna do wstępnej kontroli, ale przed zatwierdzeniem modelu należy sprawdzić prąd silnika i obciążenie znamionowe napędu. Sprawdź także napięcie wejściowe, wymagania dotyczące przeciążenia, temperaturę otoczenia, wysokość nad poziomem morza i wszelkie warunki producenta dotyczące obniżania wartości znamionowych, które mają zastosowanie do instalacji.

W przypadku zapytania o źródło informacji zdjęcie z tabliczki znamionowej silnika jest często bardziej przydatne niż krótki opis, taki jak „silnik przenośnika 22 kW”.

Zdecyduj, czy potrzebujesz kontroli prędkości, momentu obrotowego czy pozycji

Podstawowa pompa lub wentylator może wymagać jedynie regulacji prędkości. Przenośnik lub maszyna procesowa może wymagać większego momentu obrotowego przy niskiej prędkości lub bezczujnikowego sterowania wektorowego. Inne zastosowania mogą wymagać sprzężenia zwrotnego enkodera lub sterowania wektorowego w pętli zamkniętej.

Jeśli maszyna wymaga powtarzalnego pozycjonowania, synchronizacji pomiędzy osiami lub skoordynowanego ruchu, projekt może już wykraczać poza konwencjonalne zastosowanie VFD. W takim przypadku przed zapłaceniem za napęd o wysokich parametrach, który w dalszym ciągu nie spełnia wymagań dotyczących ruchu, należy ocenić, czy bardziej odpowiednia będzie platforma serwo czy platforma ruchu.

Aby zapoznać się z głębszym porównaniem firmy Allen-Bradley pomiędzy zmienną prędkością a sterowaniem ruchem, zobacz nasz artykułKinetix kontra PowerFlexprzewodnik.

Marki VFD w skrócie

Celem tego porównania nie jest umieszczenie pięciu producentów od pierwszego do piątego. Ma to na celu określenie, gdzie każda platforma zasługuje na bliższe spojrzenie.

Jak istniejący ekosystem PLC zmienia decyzję dotyczącą VFD

VFD jest częścią systemu sterowania. Samo wsparcie sieciowe nie mówi, ile pracy inżynieryjnej będzie wymagał system mieszanej marki.

Systemy Rockwella i Allena-Bradleya

W zakładzie, w którym zastosowano już standaryzację sterowników Logix i sieci EtherNet/IP, PowerFlex jest często logiczną pierwszą platformą do oceny. Głównym powodem nie jest logo na dysku. Jest to potencjalna wartość znanych procesów inżynieryjnych, diagnostyki, integracji sterowników, zarządzania parametrami i doświadczenia technika.

Napęd innej firmy może pomyślnie komunikować się ze sterownikiem PLC Rockwell, ale zespół projektowy nadal musi ocenić nakład pracy związany z konfiguracją, strukturę znaczników, alarmy HMI, przywracanie parametrów i procedury konserwacji.

W tym przypadku cena zakupu może wprowadzać w błąd. Oszczędności na sprzęcie napędowym mogą nie zmniejszyć kosztów instalacji, jeśli zmiana wiąże się z dodatkową pracą sterownika PLC, skróceniem czasu uruchamiania i wprowadzeniem drugiego standardu części zamiennych.

Nasze istniejąceAllen-Przewodnik dotyczący wyboru, wymiany i zaopatrzenia napędu VFD Bradley PowerFlexomawia bardziej szczegółowo rodziny PowerFlex i migrację. Skorzystaj z tego przewodnika, jeśli decyzja zawęziła się już do platformy PowerFlex.

Systemy portalowe Siemens i TIA

Ta sama zasada obowiązuje w znormalizowanym zakładzie firmy Siemens. Jeśli zespół inżynierów pracuje już w ekosystemie Siemens, SINAMICS powinien zwykle zostać oceniony wcześnie, ponieważ decyzja dotycząca napędu wpływa na parametryzację, diagnostykę, architekturę sieci i przebieg prac konserwacyjnych, a nie tylko na sterowanie silnikiem.

Czytelnicy, którzy już rozważają konkretną platformę Siemens, zobacz naszKompletny przewodnik po SINAMICS G120zamiast traktować ten artykuł dotyczący różnych marek jako szczegółowy przewodnik po produkcie G120.

Mieszane rośliny marki

Sterownik PLC i VFD nie muszą pochodzić od tego samego producenta.

Należy jednak rozdzielić cztery różne kwestie:

1. Czy urządzenia mogą się komunikować?
2. Czy system można skutecznie uruchomić?
3. Czy można skutecznie diagnozować usterki i dane eksploatacyjne?
4. Czy zespół konserwacyjny może szybko przywrócić system po awarii?

Dopasowanie protokołu odpowiada tylko na pierwsze pytanie.

W przypadku projektu o mieszanej marce należy udokumentować wymaganą sieć, wejścia/wyjścia, diagnostykę, metodę tworzenia kopii zapasowych parametrów, strukturę alarmów HMI, politykę dotyczącą części zamiennych i lokalne umiejętności inżynieryjne. Jeśli tymi elementami można zarządzać, mieszana architektura marki może być całkowicie uzasadniona.

Porównaj ekosystem, a nie tylko dysk

Po poznaniu silnika i podstawowych wymagań dotyczących sterowania porównaj platformy o tych samych wymiarach konstrukcyjnych.

W przypadku PowerFlex zapytaj, jak bardzo integracja Rockwella ma znaczenie dla zakładu. W przypadku SINAMICS należy rozważyć inżynierię firmy Siemens i standaryzację sieci. W przypadku ABB ACS, Schneider Altivar i Mitsubishi FREQROL należy zastosować ten sam test: jakie zmiany w uruchomieniu, diagnostyce, integracji PLC i konserwacji, jeśli zostanie wybrana ta platforma?

Nie porównuj listy protokołów oddzielnie. Napęd „obsługujący Ethernet” może w dalszym ciągu wymagać innej metody konfiguracji, opcjonalnego sprzętu lub bardziej ręcznego mapowania danych niż w przypadku innej opcji.

Który napęd VFD pasuje do każdego zastosowania?

Różne zastosowania zmieniają kryteria wyboru, które zasługują na największą wagę.

Pompy, wentylatory i HVAC

W przypadku pomp i wentylatorów należy skupić się na rzeczywistym profilu obciążenia, prądzie silnika, wymaganiach dotyczących kontroli procesu, funkcjach PID, granicach harmonicznych, obudowie i środowisku operacyjnym.

Oszczędności energii są często omawiane w marketingu VFD, ale nie powinny być jedynym argumentem przy wyborze. Bardziej użytecznym pytaniem jest to, czy przetwornica częstotliwości pasuje do strategii sterowania i warunków panujących w miejscu instalacji, a jednocześnie pozostaje łatwa w obsłudze i wsparciu.

Przenośniki i transport materiałów

Przenośniki mogą kłaść większy nacisk na moment rozruchowy, obciążenie przeciążeniowe, hamowanie i zachowanie podczas ponownego uruchamiania. Lekko obciążony pas poziomy nie ma takich samych wymagań jak przenośnik pochyły przewożący duży ładunek.

Jeśli wymagany jest enkoder, szybsza reakcja dynamiczna lub specjalny układ hamulcowy, należy potwierdzić te potrzeby przed wyborem rodziny produktów.

Maszyny pakujące i OEM

Konstruktorzy maszyn OEM powinni uwzględnić czas poświęcony na prace inżynieryjne w przypadku każdej produkowanej przez siebie maszyny.

Nieco wyższy koszt sprzętu może być uzasadniony, jeśli platforma skraca czas uruchomienia, upraszcza integrację ze sterownikiem PLC, pasuje do mniejszych szaf lub obsługuje powtarzalną konstrukcję maszyny. Globalne wymagania dotyczące napięcia i dostępność części zamiennych również stają się ważniejsze, gdy maszyny są wysyłane do różnych krajów.

Wciągniki, dźwigi i obciążenia o dużej bezwładności

Zastosowania te wymagają bardziej starannej inżynierii. Hamowanie, regeneracja, kontrola momentu obrotowego, sprzężenie zwrotne i bezpieczeństwo maszyny mogą stać się podstawowymi wymaganiami projektowymi.

Nie wybieraj napędu do wciągnika lub dźwigu tylko dlatego, że moc znamionowa jest zgodna. Kompletna konfiguracja napędu, metoda hamowania, dane silnika i architektura bezpieczeństwa muszą zostać zweryfikowane dla rzeczywistej maszyny.

Nowa instalacja a modernizacja: decyzja ulega całkowitej zmianie

W przypadku projektu od podstaw i nieudanej wymiany dysku nie należy stosować tej samej procedury selekcji.

Wybór nowej maszyny lub linii produkcyjnej

Nowy projekt daje zespołowi inżynieryjnemu większą swobodę. Zacznij od aplikacji i silnika, następnie porównaj architekturę sterowania, oprogramowanie inżynieryjne, bezpieczeństwo, dostępność, cykl życia i całkowity koszt.

To najlepszy moment na porównanie marek, ponieważ zainstalowana kara podstawowa jest niewielka lub nie ma jej wcale.

Wymiana istniejącego VFD

Modernizacja wiąże się z większymi ograniczeniami. Przed złożeniem zamówienia przejrzyj pięć obszarów:

Elektryczny:napięcie wejściowe, prąd silnika, napięcie silnika, częstotliwość i obciążenie.

Mechaniczny:powierzchnia, montaż, przestrzeń w szafie, zaciski, wentylacja i chłodzenie.

Kontrola:cyfrowe i analogowe wejścia/wyjścia, interfejs sieciowy, logika PLC, prędkość zadana, alarmy HMI i struktura parametrów.

Bezpieczeństwo:istniejący obwód bezpieczeństwa i wszelkie funkcje bezpieczeństwa związane z napędem.

Emigracja:oprogramowanie sprzętowe, kopia zapasowa parametrów, procedura uruchomienia i testowanie produkcyjne.

Wymiana nie jest zakończona po włączeniu nowej klawiatury. Jest on kompletny, gdy maszyna działa prawidłowo pod rzeczywistym obciążeniem produkcyjnym.

Równoważność nie oznacza rezygnacji z wymiany

Jest to jedna z najważniejszych zasad w przypadku pozyskiwania VFD różnych marek.

Napęd może stanowić funkcjonalną alternatywę, nie będąc identycznym pod względem mechanicznym ani elektrycznym. Nawet jeśli napięcie i prąd są zgodne, montaż, zaciski, karty sieciowe, zachowanie wejść/wyjść, funkcje bezpieczeństwa, dane sterownika PLC i struktura parametrów mogą ulec zmianie.

Używaj mapowania modeli różnych marek tylko do tworzenia krótkiej listy. Ostateczne potwierdzenie wymiany powinno opierać się na zainstalowanym napędzie, silniku, architekturze sterowania i aplikacji.

Mapowanie modeli różnych marek to tylko punkt wyjścia

Mapowanie różnych marek jest przydatne, gdy identyfikuje odpowiednią klasę produktów do zbadania. Staje się ryzykowne, gdy jest przedstawiane jako stół zastępczy jeden za jeden.

Traktuj je wyłącznie jako wskazówki porównawcze. Przed nazwaniem dwóch przemienników równoważnymi należy sprawdzić prąd, napięcie, obciążenie przeciążeniowe, obudowę, hamowanie, tryb sterowania, komunikację, bezpieczeństwo i instalację fizyczną.

Szczegółowe tabele migracji specyficzne dla PowerFlex można znaleźć w naszychAllen-Przewodnik dotyczący wyboru, wymiany i zaopatrzenia napędu VFD Bradley PowerFlexzamiast traktować tę tabelę jako zastępczy odsyłacz.

Porównaj całkowity koszt, a nie tylko cenę dysku

Niższa podana cena nie jest automatycznie niższym kosztem projektu.

Praktyczny przegląd całkowitego kosztu VFD powinien obejmować:

TCO=sprzęt + opcje + inżynieria + instalacja + uruchomienie + migracja + szkolenie + zapasowe zapasy + przestoje + przyszła wymiana

To nie jest formuła branżowa. To prosty sposób na uwidocznienie ukrytych kosztów.

Pozostanie przy istniejącej marce może być tańsze, gdy zakład ma już przeszkolonych techników, oprogramowanie, jednostki zapasowe, standardowe ekrany HMI i sprawdzony kod PLC.

Zmiana marki może mieć sens, gdy projekt jest nowy, istniejąca platforma została wycofana, dostawy są zawodne, zainstalowany ekosystem stwarza niewielkie ograniczenia lub konstruktor maszyn chce ujednolicić nową platformę w przyszłym sprzęcie.

Decyzja powinna opierać się również na pozostałym okresie użytkowania maszyny. Poważna migracja może być trudna do uzasadnienia w przypadku sprzętu, który wkrótce zostanie wymieniony, natomiast linia produkcyjna, która ma działać przez wiele lat, może uzasadniać bardziej strategiczną modernizację.

Cykl życia, dostępność i zaopatrzenie mogą zmienić wybór techniczny

Opcja najsilniejsza technicznie nie zawsze jest opcją najbardziej praktyczną.

Dla każdego dysku znajdującego się na krótkiej liście potwierdź, czy dokładny numer katalogowy jest aktualny, dojrzały czy wycofany. Jeśli jest to projekt zastępczy, określ, czy producent zapewnia następcę lub ścieżkę migracji.

Nie sprawdzaj tylko nazwiska. Pełny numer katalogowy może identyfikować klasę napięcia, prąd lub moc znamionową, obudowę, opcje i szczegóły konfiguracji, które w istotny sposób wpływają na kompatybilność.

W przypadku starszego sprzętu ważny jest także jego stan. Jednostki fabrycznie nowe, nadwyżkowe, używane, naprawiane i odnawiane nie powinny być traktowane jako identyczne kategorie zakupów. Oceń identyfikowalność, informacje dotyczące testów, gwarancję, krytyczność maszyny i akceptowalny czas przestoju.

W SZCT Automation przydatne zapytanie o napęd VFD powinno zawierać pełny numer katalogowy istniejącego napędu, wyraźne zdjęcia z tabliczki znamionowej napędu i silnika, napięcie zasilania, prąd silnika, zastosowanie, sterownik PLC lub sieć, ilość i kraj docelowy. Dzięki temu dyskusja może przejść od ogólnej rekomendacji marki do krótkiej listy na poziomie katalogu.

Praktyczna karta wyników wyboru VFD

Jeśli nadal pozostają dwie lub trzy marki, użyj ważonej karty wyników.

Te wagi są przykładami, a nie standardem branżowym.

W przypadku projektu OEM typu greenfield można zwiększyć wagę powtarzalnej inżynierii, koszt jednostkowy i globalną dostępność. W przypadku modernizacji awaryjnej podjęcie decyzji może zdominować zgodność, dostępność zapasów i przestoje.

Karta wyników nie ma na celu udowadniania, że ​​jeden producent jest uniwersalnie lepszy. Jego celem jest uwidocznienie własnych priorytetów projektu.

Przewodnik szybkiej decyzji: który napęd VFD należy umieścić na krótkiej liście?

Jeśli Twój zakład korzysta już z Logix:zacznij od PowerFlex, a następnie porównaj alternatywy dopiero po oszacowaniu zmian w zakresie integracji i konserwacji.

Jeśli Twój zakład jest ujednolicony w oparciu o technologię Siemens:zacznij od SINAMICS, zwłaszcza gdy ważny jest istniejący proces inżynieryjny i standard sieciowy.

Jeśli budujesz nową maszynę OEM:porównaj kilka platform. Skoncentruj się na wymaganiach maszynowych, powtarzalnym uruchamianiu, powierzchni, integracji PLC, globalnym wsparciu i cyklu życia.

Jeśli wymieniasz wycofany dysk:zacznij od zgodności i ryzyka przestojów, a nie od preferencji marki. Najpierw określ, czy lepszą ścieżką jest porównywalna jednostka, następca czy inżynieryjna migracja.

Jeśli aplikacja wymaga regeneracji, zaawansowanej kontroli momentu obrotowego lub sprzężenia zwrotnego:przenieść porównanie do odpowiedniej klasy produktów o wyższej wydajności. Nie narzucaj projektu w ramach rodziny kompaktowych napędów ogólnego przeznaczenia.

Jeśli głównym problemem jest czas realizacji:nie zmieniaj marki wyłącznie na podstawie dostępności. Potwierdź koszt inżynieryjny zmiany, zanim potraktujesz zapasy jako decydujący czynnik.

Często zadawane pytania

 

 

Która marka VFD jest najlepsza dla automatyki przemysłowej?

Nie ma uniwersalnej najlepszej marki. Właściwy wybór zależy od prądu silnika, rodzaju obciążenia, wydajności sterowania, ekosystemu PLC, bezpieczeństwa, środowiska, cyklu życia, dostępności i całkowitego kosztu instalacji. Wybór marki powinien nastąpić po określeniu tych wymagań.

Czy Siemens SINAMICS jest lepszy od Allen-Bradley PowerFlex?

Żadna platforma nie jest automatycznie lepsza. PowerFlex jest często logicznym pierwszym wyborem w środowisku Rockwell i Logix, podczas gdy SINAMICS jest często dobrym punktem wyjścia w standaryzowanej instalacji Siemens. O wyborze krótkiej listy powinien decydować ekosystem aplikacji i inżynierii.

Czy mogę zastąpić napęd PowerFlex VFD napędem Siemens, ABB, Schneider lub Mitsubishi?

Być może, ale funkcjonalna alternatywa nie musi oznaczać rezygnacji z wymiany. Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić napięcie, prąd, obciążenie, tryb sterowania, instalację fizyczną, wejścia/wyjścia, komunikację, bezpieczeństwo oraz zmiany w sterowniku PLC lub HMI.

Czy powinienem dobierać VFD według mocy czy prądu silnika?

Użyj mocy lub kW jako początkowego odniesienia, a następnie potwierdź napęd, korzystając z prądu pełnego obciążenia silnika, wartości znamionowych obciążenia, wymagań dotyczących przeciążenia, napięcia i warunków obniżania wartości znamionowych producenta.

Jakie specyfikacje muszą być zgodne przy wymianie VFD?

Sprawdź co najmniej napięcie zasilania, prąd silnika, napięcie silnika, obciążenie, wymagania dotyczące hamowania, metodę sterowania, wejścia/wyjścia, komunikację, funkcje bezpieczeństwa i instalację fizyczną. W przypadku sprzętu sieciowego przejrzyj także integrację PLC i HMI.

Co powinienem wysłać w celu wyceny lub sprawdzenia wymiany VFD?

Wyślij pełny numer katalogowy przemiennika, zdjęcie tabliczki znamionowej przemiennika, zdjęcie tabliczki znamionowej silnika, napięcie zasilania, informacje o aplikacji, sterowniku PLC lub sieci, wymaganą ilość, kraj docelowy i wymagany termin dostawy. W przypadku uszkodzonej lub wycofanej z eksploatacji jednostki opisz także wszelkie znane adaptery komunikacyjne, urządzenia sprzężenia zwrotnego i komponenty hamulcowe.

Wniosek

Przydatne porównanie marek VFD nie kończy się na rankingu marki. Kończy się technicznie uzasadnioną krótką listą.

Zacznij od zastosowania i prądu silnika. Następnie potwierdź wydajność sterowania i istniejącą architekturę PLC. W przypadku projektów modernizacyjnych dodaj ryzyko mechaniczne, programowe i migracyjne. Na koniec porównaj cykl życia, dostępność i całkowity koszt, zanim wybierzesz dokładną rodzinę i numer katalogowy.

Jeśli masz już numer części VFD lub tabliczkę znamionową silnika, następnym krokiem nie będzie kolejne ogólne porównanie. Wyślij dane techniczne wraz z zapytaniem ofertowym, aby przed złożeniem zamówienia można było sprawdzić rodziny kandydatów na poziomie katalogu.

Bezpłatne konsultacje