警惕!——低價(jià)的中壓變頻器可能會(huì)導(dǎo)致更高的長(zhǎng)期成本

時(shí)間:2019-12-10

來(lái)源:控制工程中文版 作者:Pat Lemmon

導(dǎo)語(yǔ):隨著采購(gòu)優(yōu)先級(jí)的變化,變頻器可靠性已成為許多運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)。試圖進(jìn)一步擴(kuò)大資本的企業(yè)正在選擇更便宜的變頻器,從而將其長(zhǎng)期業(yè)務(wù)目標(biāo)置于風(fēng)險(xiǎn)之中。

在購(gòu)買(mǎi)或指定中壓變頻器時(shí),請(qǐng)仔細(xì)考慮可靠性和性能對(duì)企業(yè)總體擁有成本的影響,而不是僅僅關(guān)注初始價(jià)格。

中壓變頻器是重工業(yè)運(yùn)行中最關(guān)鍵的設(shè)備之一。鑒于在大規(guī)模運(yùn)營(yíng)中,停機(jī)成本很高,大多數(shù)公司都無(wú)法承受變頻器的停機(jī),哪怕只有1小時(shí)。然而,隨著采購(gòu)優(yōu)先級(jí)的變化,變頻器可靠性已成為許多運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)。試圖進(jìn)一步擴(kuò)大資本的企業(yè)正在選擇更便宜的變頻器,從而將其長(zhǎng)期業(yè)務(wù)目標(biāo)置于風(fēng)險(xiǎn)之中。

支持遠(yuǎn)程監(jiān)控的變頻器允許供應(yīng)商監(jiān)控其性能。如果有任何超出規(guī)定容差的故障、警告或性能,供應(yīng)商會(huì)立即通知用戶(hù)。圖為羅克韋爾自動(dòng)化的Allen-BradleyPowerFlex6000中壓交流變頻器,適用于在各種應(yīng)用,無(wú)論是新建還是改造,可變扭矩還是恒定扭矩。圖片來(lái)源:IntermountainElectronics

改變采購(gòu)優(yōu)先級(jí)

從歷史上看,工業(yè)企業(yè)傾向于購(gòu)買(mǎi)可以持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)20年的中壓變頻器。但在全球經(jīng)濟(jì)衰退之后,許多企業(yè)似乎收緊了預(yù)算。這導(dǎo)致他們(或他們所代表的EPC公司)優(yōu)先考慮變頻器的前期成本而不是長(zhǎng)期性能。一些變頻器供應(yīng)商已經(jīng)注意到這些新的趨勢(shì),并且正在使用更便宜、質(zhì)量更低的部件,來(lái)提供價(jià)格低廉的變頻器選項(xiàng)。然而,像這樣犧牲產(chǎn)品質(zhì)量,很可能是以犧牲最終用戶(hù)的性能和可靠性為代價(jià)。

例如,一些供應(yīng)商在變頻變壓器中使用鋁而不是銅。雖然這可以降低變頻器的成本,但會(huì)導(dǎo)致變壓器效率降低。最終用戶(hù)在變頻器的生命周期內(nèi)支付的能源成本,將高于他們?cè)诔跏汲杀旧瞎?jié)省費(fèi)用。

較低質(zhì)量的變頻器更容易出現(xiàn)故障,在其整個(gè)壽期的維護(hù)費(fèi)用也更高。它們的使用壽命可能只有幾年而不是幾十年。

不要僅根據(jù)前期成本來(lái)指定或采購(gòu)中壓變頻器,而是要考慮其總體擁有成本(TCO)。這需要評(píng)估變頻器的性能和可靠性,以及如何在集成到控制系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)管理等領(lǐng)域節(jié)省成本。

長(zhǎng)期性能和可靠性

用戶(hù)需要咨詢(xún)中壓變頻器可以可靠運(yùn)行多長(zhǎng)時(shí)間。如果答案是20年,請(qǐng)?jiān)诓少?gòu)過(guò)程中說(shuō)明。一些供應(yīng)商可以提供平均故障間隔時(shí)間(MTBF)超過(guò)100,000小時(shí)的變頻器,在典型運(yùn)營(yíng)環(huán)境中這已經(jīng)超過(guò)20年。而另外一些它供應(yīng)商提供的變頻器,其MTBF只能達(dá)到上述的一部分。如果在5年而不是20年內(nèi)更換變頻器,那么今天看起來(lái)成本更低的變頻器,實(shí)際上成本更高。

同樣,考慮一下變頻器的設(shè)計(jì)如何影響運(yùn)營(yíng)成本?;氐阶儔浩鞯睦?,使用鋁的變壓器的效率,可能比銅的要低5%。這看起來(lái)很少,但是在變頻器的整個(gè)使用壽命期間,較低效率而導(dǎo)致的額外能源成本,比初始購(gòu)買(mǎi)價(jià)格節(jié)約的費(fèi)用更多。

如果冗余很重要,請(qǐng)考慮使用帶旁路選項(xiàng)的變頻器。如果關(guān)鍵部件發(fā)生故障,變頻器可以繞過(guò)故障部件以保持變頻器運(yùn)行。這可以為用戶(hù)提供制定停機(jī)計(jì)劃的窗口。

快速啟動(dòng)帶來(lái)節(jié)省

如果用戶(hù)可以最大限度地減少在工廠中啟動(dòng)和運(yùn)行所需的時(shí)間,那么中壓變頻器可以更快地獲得收益。例如,手動(dòng)集成和配置設(shè)備和系統(tǒng)可能是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的過(guò)程,因此具有內(nèi)置高級(jí)集成控制系統(tǒng)的變頻器可以減少開(kāi)發(fā)和配置時(shí)間。

通過(guò)高級(jí)集成,控制器可以識(shí)別某些設(shè)備并自動(dòng)導(dǎo)入其附加配置文件。由于工程師不再需要手動(dòng)將參數(shù)編號(hào)與描述相關(guān)聯(lián)或輸入設(shè)備的詳細(xì)信息,因此映射設(shè)備變得更容易。使用開(kāi)發(fā)環(huán)境的能力,可以降低開(kāi)發(fā)和輸入/輸出不匹配錯(cuò)誤的可能性。

具有適當(dāng)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的系統(tǒng)集成商,可以最大限度地提高效率,從而將控制器與中壓變頻器、人機(jī)界面以及所有連接站點(diǎn)應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程監(jiān)控集成在一起。

某些變頻器還配置了附加指令(AOI),這些指令是可復(fù)用的代碼對(duì)象。AOI在控制器項(xiàng)目中定義一次,可以多次重復(fù)使用。這有助于更快地調(diào)試系統(tǒng),并在工廠的運(yùn)營(yíng)中提高編程一致性。

最后,不同的變頻器供應(yīng)商提供不同的工廠驗(yàn)收測(cè)試(FAT)等級(jí)。在全電壓和功率下測(cè)試變頻器的供應(yīng)商,可以在變頻器到達(dá)設(shè)施之前為變頻器提供更大的信心。

風(fēng)險(xiǎn)管理

另一項(xiàng)需要重點(diǎn)考慮的因素是,中壓變頻器是否可以幫助企業(yè)更好地管理潛在安全、安保和停機(jī)事故所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

安全性:抗電弧驅(qū)動(dòng)器可幫助用戶(hù)滿(mǎn)足嚴(yán)格的抗電弧標(biāo)準(zhǔn)。這些變頻器將電弧中產(chǎn)生的有害能量和氣體,重新導(dǎo)離工廠人員。這可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)并保護(hù)設(shè)備。變頻器還可以使用安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉(STO)技術(shù)來(lái)切斷電機(jī)的電源,而無(wú)需切斷變頻器的電源。這對(duì)于減少批處理應(yīng)用程序的循環(huán)時(shí)間至關(guān)重要,并且有助于在達(dá)到安全狀態(tài)后實(shí)現(xiàn)更快的重啟系統(tǒng)。安全轉(zhuǎn)矩關(guān)閉設(shè)計(jì)用于變頻控制,不需要額外的機(jī)電部件,這有助于降低硬件、庫(kù)存和安裝成本。

安保:與工業(yè)運(yùn)營(yíng)的各個(gè)方面一樣,變頻器也越來(lái)越緊密的連接在一起。伴隨著更大的連接性,帶來(lái)的是更大的安全風(fēng)險(xiǎn)。如果變頻器提供遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)收集功能,請(qǐng)確保它通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)因特網(wǎng)連接提供安全連接功能,如安全套接字層。

停機(jī)時(shí)間:除了指定或購(gòu)買(mǎi)可靠的變頻器以防止停機(jī)外,不同級(jí)別的支持還可以幫助監(jiān)控和維護(hù)變頻器。

例如,支持遠(yuǎn)程監(jiān)控的變頻器允許供應(yīng)商監(jiān)控其性能。如果有任何超出規(guī)定容差的故障、警告或性能,供應(yīng)商會(huì)立即通知用戶(hù)。在預(yù)測(cè)分析設(shè)計(jì)方面,如果可以提供預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀況并主動(dòng)安排維護(hù),將有助于用戶(hù)識(shí)別并響應(yīng)任何問(wèn)題,從而完全減少或避免停機(jī)。它還可以通過(guò)將變頻器監(jiān)控分配給受信任的供應(yīng)商來(lái)消除技能短缺所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

中壓變頻器應(yīng)有助于促進(jìn)公司的運(yùn)營(yíng)和業(yè)務(wù)目標(biāo)。在指定變頻器時(shí),請(qǐng)調(diào)查標(biāo)簽價(jià)格以外的因素,以了解停機(jī)時(shí)間、能源使用情況、系統(tǒng)集成和風(fēng)險(xiǎn)管理等關(guān)鍵領(lǐng)域的生命周期成本。

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