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警惕!——低價的中壓變頻器可能會導致更高的長期成本

時間:2019-12-10

來源:控制工程中文版 作者:Pat Lemmon

導語:隨著采購優先級的變化,變頻器可靠性已成為許多運營的挑戰。試圖進一步擴大資本的企業正在選擇更便宜的變頻器,從而將其長期業務目標置于風險之中。

在購買或指定中壓變頻器時,請仔細考慮可靠性和性能對企業總體擁有成本的影響,而不是僅僅關注初始價格。

中壓變頻器是重工業運行中最關鍵的設備之一。鑒于在大規模運營中,停機成本很高,大多數公司都無法承受變頻器的停機,哪怕只有1小時。然而,隨著采購優先級的變化,變頻器可靠性已成為許多運營的挑戰。試圖進一步擴大資本的企業正在選擇更便宜的變頻器,從而將其長期業務目標置于風險之中。

支持遠程監控的變頻器允許供應商監控其性能。如果有任何超出規定容差的故障、警告或性能,供應商會立即通知用戶。圖為羅克韋爾自動化的Allen-BradleyPowerFlex6000中壓交流變頻器,適用于在各種應用,無論是新建還是改造,可變扭矩還是恒定扭矩。圖片來源:IntermountainElectronics

改變采購優先級

從歷史上看,工業企業傾向于購買可以持續穩定運行長達20年的中壓變頻器。但在全球經濟衰退之后,許多企業似乎收緊了預算。這導致他們(或他們所代表的EPC公司)優先考慮變頻器的前期成本而不是長期性能。一些變頻器供應商已經注意到這些新的趨勢,并且正在使用更便宜、質量更低的部件,來提供價格低廉的變頻器選項。然而,像這樣犧牲產品質量,很可能是以犧牲最終用戶的性能和可靠性為代價。

例如,一些供應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,但會導致變壓器效率降低。最終用戶在變頻器的生命周期內支付的能源成本,將高于他們在初始成本上節省費用。

較低質量的變頻器更容易出現故障,在其整個壽期的維護費用也更高。它們的使用壽命可能只有幾年而不是幾十年。

不要僅根據前期成本來指定或采購中壓變頻器,而是要考慮其總體擁有成本(TCO)。這需要評估變頻器的性能和可靠性,以及如何在集成到控制系統和風險管理等領域節省成本。

長期性能和可靠性

用戶需要咨詢中壓變頻器可以可靠運行多長時間。如果答案是20年,請在采購過程中說明。一些供應商可以提供平均故障間隔時間(MTBF)超過100,000小時的變頻器,在典型運營環境中這已經超過20年。而另外一些它供應商提供的變頻器,其MTBF只能達到上述的一部分。如果在5年而不是20年內更換變頻器,那么今天看起來成本更低的變頻器,實際上成本更高。

同樣,考慮一下變頻器的設計如何影響運營成本。回到變壓器的例子,使用鋁的變壓器的效率,可能比銅的要低5%。這看起來很少,但是在變頻器的整個使用壽命期間,較低效率而導致的額外能源成本,比初始購買價格節約的費用更多。

如果冗余很重要,請考慮使用帶旁路選項的變頻器。如果關鍵部件發生故障,變頻器可以繞過故障部件以保持變頻器運行。這可以為用戶提供制定停機計劃的窗口。

快速啟動帶來節省

如果用戶可以最大限度地減少在工廠中啟動和運行所需的時間,那么中壓變頻器可以更快地獲得收益。例如,手動集成和配置設備和系統可能是一個費時費力的過程,因此具有內置高級集成控制系統的變頻器可以減少開發和配置時間。

通過高級集成,控制器可以識別某些設備并自動導入其附加配置文件。由于工程師不再需要手動將參數編號與描述相關聯或輸入設備的詳細信息,因此映射設備變得更容易。使用開發環境的能力,可以降低開發和輸入/輸出不匹配錯誤的可能性。

具有適當應用專業知識的系統集成商,可以最大限度地提高效率,從而將控制器與中壓變頻器、人機界面以及所有連接站點應用程序的遠程監控集成在一起。

某些變頻器還配置了附加指令(AOI),這些指令是可復用的代碼對象。AOI在控制器項目中定義一次,可以多次重復使用。這有助于更快地調試系統,并在工廠的運營中提高編程一致性。

最后,不同的變頻器供應商提供不同的工廠驗收測試(FAT)等級。在全電壓和功率下測試變頻器的供應商,可以在變頻器到達設施之前為變頻器提供更大的信心。

風險管理

另一項需要重點考慮的因素是,中壓變頻器是否可以幫助企業更好地管理潛在安全、安保和停機事故所帶來的風險和成本。

安全性:抗電弧驅動器可幫助用戶滿足嚴格的抗電弧標準。這些變頻器將電弧中產生的有害能量和氣體,重新導離工廠人員。這可以降低安全風險并保護設備。變頻器還可以使用安全轉矩關閉(STO)技術來切斷電機的電源,而無需切斷變頻器的電源。這對于減少批處理應用程序的循環時間至關重要,并且有助于在達到安全狀態后實現更快的重啟系統。安全轉矩關閉設計用于變頻控制,不需要額外的機電部件,這有助于降低硬件、庫存和安裝成本。

安保:與工業運營的各個方面一樣,變頻器也越來越緊密的連接在一起。伴隨著更大的連接性,帶來的是更大的安全風險。如果變頻器提供遠程監控和數據收集功能,請確保它通過標準因特網連接提供安全連接功能,如安全套接字層。

停機時間:除了指定或購買可靠的變頻器以防止停機外,不同級別的支持還可以幫助監控和維護變頻器。

例如,支持遠程監控的變頻器允許供應商監控其性能。如果有任何超出規定容差的故障、警告或性能,供應商會立即通知用戶。在預測分析設計方面,如果可以提供預測設備運行狀況并主動安排維護,將有助于用戶識別并響應任何問題,從而完全減少或避免停機。它還可以通過將變頻器監控分配給受信任的供應商來消除技能短缺所帶來的挑戰。

中壓變頻器應有助于促進公司的運營和業務目標。在指定變頻器時,請調查標簽價格以外的因素,以了解停機時間、能源使用情況、系統集成和風險管理等關鍵領域的生命周期成本。

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