As operações com laminadores em plantas metalúrgicas estão entre os processos industriais mais exigentes que existem, estabelecendo desafios complexos para os operadores. Melhorar o controle da planta é possível com o novo drive digitalmente conectado, o ACS6080 da ABB que pode aprimorar a qualidade, confiabilidade e produtividade, ao mesmo tempo em que diminui os desperdícios e as emissões, ajudando a atender tanto as metas de sustentabilidade, quanto as de lucratividade.
O objetivo final para qualquer operação de laminação no processamento metalúrgico é fabricar de forma consistente com alta qualidade enquanto usa-se menos energia e matéria-prima, e com o mínimo de sobra e desperdício. Quando estes critérios são atingidos, os produtores de metais alcançam as melhores condições para gerar alta lucratividade de forma consistente. Assim, a alta produtividade e lucratividade, com base no uso de matéria prima eficiente anda 100% de mãos dadas com a redução do impacto ambiental.
Uma ferramenta chave que pode ajudar os fabricantes de metais a atingirem os objetivos acordados de produção de alta qualidade e alta eficiência energética de forma consistente , com a menor taxa de rejeitos, é o novo inversor de frequência ACS6080 da ABB. Esse drive foi feito especificamente sob medida para dar conta dos requisitos mais rígidos em termos de potência e torque, como aqueles necessários para laminadores. O ACS6080 é montado com base em uma tecnologia testada do seu predecessor, o ACS6000, que foi usado com sucesso por mais de 23 anos em aplicações exigentes de laminadores.
Como operadores de planta de metalurgia sabem muito bem, os laminadores possuem processos extremamente dinâmicos envolvendo muitas variedades de taxas de aceleração e desaceleração e enormes variações em demanda de energia, o que é muito mais desafiador do que demandas de energia nominal em qualquer outra aplicação motor-drive. Então, o inversor deve ser extremamente flexível para atender a essa ampla variedade de demandas de energia e sobrecargas. Qualquer função que dê ao operador melhor controle da planta com precisão e resposta mais exatas pode entregar benefícios de tamanho considerável na qualidade e sustentabilidade da produção. O novo inversor ACS6080 faz isso por meio de um número de avanços e opções no design principal, que estão explicados nos parágrafos seguintes.
Regeneração de energia de frenagem contribuí para reduzir o consumo de energia bem como para redução na emissão de CO2
Novas regulamentações estão sendo decretadas por muitas organizações internacionais com o objetivo de diminuir a pegada de carbono da indústria metalúrgica. Um jeito óbvio de fazer isso é por meio da eficiência energética aprimorada e, para isso, o inversor de média tensão ACS6080 é a escolha ideal. O drive vem com uma variante de operação de quatro quadrantes que gerencia eficientemente frenagens cíclicas e contínuas por meio de uma unidade de retificação ativa (ARU). Ela suporta a frenagem regenerativa tanto nas direções de rotação do motor, em todo range de potência, e reduz o consumo geral de energia em muitas aplicações.
Além disso, o inversor oferece um consumo mínimo de energia reativa, o que significa que a demanda de energia reativa pode ser compensada devido ao uso da ARU, o que controla o fator de potência para a unidade em toda a variação operacional. Adicionalmente, a ARU pode compensar a energia reativa gerada por outras cargas para a mesma rede.
Topologia do inversor multi-motor significa menos peças e melhor uso da energia
Ganhos com energia ficam mais fáceis com a topologia do inversor multi-motor. O sentido da configuração multi-motor é que com uma topologia única você pode controlar mais do que um motor, e o ACS6080 suporta até 8 motores. Os benefícios com energia, CAPEX e harmônica são consideráveis, e a área de ocupação pode ser reduzida em até 50% comparada com uma configuração de um drive industrial. A confiabilidade também aumenta drasticamente, devido a menor quantidade de componentes que têm a possibilidade de falharem.
Configuração redundantes também são possíveis com a topologia multi-motor do ACS6080, porque, mesmo se um módulo der defeito, o inversor ainda pode trabalhar a uma velocidade reduzida, se necessário.
Com a topologia do ACS6080, a energia de frenagem gerada em um motor pode ser transferida para outro diretamente via link CC, sem a necessidade de alimentar a partir da rede (ex: o retificador). Isso significa menor consumo de energia visto que, em caso de energia excessiva ou frenagem total, a energia limpa pode ser devolvida para a rede. Embora um barramento CC comum seja um método estabelecido para inversores de média tensão, a ABB foi a primeira a introduzir a configuração multi-motor para inversores de média tensão com tal flexibilidade. E hoje, a ABB continua a ser líder de mercado em termos de referências de sucesso em aplicações de laminadores com topologia multidrive.
Exemplo de um multidrive mestre para laminadores a frio 
Aplicação de laminadores a frio
Confiabilidade pela alta qualidade e produtividade superiores
O inversor pode ser visto como o músculo de um laminador visto que ele deve transferir fisicamente a solicitação de controle para o motor e, basicamente, para os rolos da planta. Desta forma, o drive é extremamente importante ao atingir a altíssima qualidade e confiabilidade, gerenciando as oscilações de demanda e minimizando as paradas na linha - ao mesmo tempo em que atende de forma consistente as especificações de qualidade.
O design do ACS6080 inclui uma variedade de recursos para dar essa confiabilidade superior. Um deles são os designs do IGTCs (Integrated Gate Commutated Thyristors) que têm como base uma tecnologia GTO comprovada (Gate Turn-Off Thyristor) e têm sido usados com sucesso em inversores de média tensão por mais de 23 anos. Os IGTCs são semicondutores de energia que são ideais para aplicações de média tensão e alta potência.
Além disso, o ACS6080 adota também um outro recurso importante de longa duração do design que são os capacitores a óleo de auto-restauração que têm uma vida útil mais longa do que os capacitores eletrolíticos.
Outras vantagens do design incluem a capacidade de chaveamento rápido do IGTC que permite topologias de circuito sem snubber, o que significa menos componentes de potência e melhor confiabilidade operacional. Além disso, um design sem fusíveis significa que os semicondutores de potência usados para proteção de curto-circuito agem de forma extremamente rápida no caso de uma falha, limitando assim potenciais surtos de falha de energia elétrica no inversor.
Referente a um problema muito importante de segurança, o inversor suporta o nível mais alto de proteção para pessoas e ativos, com base no design resistente a arco, usando a tecnologia patenteada da ABB de IGTC sem fusível de disparo direto, feita para acabar com o arco elétrico rápido. Os inversores ACS6080 são por padrão certificados IAC de acordo com a IEC62271-200 Classe IV.
Previsão de falha, diagnósticos e serviços digitalmente conectados para análise remota
Dentre os maiores avanços na nova tecnologia do novo inversor ACS6080 refere-se a ampla linha de ferramentas de conectividade digital para obter operações melhores e com qualidade mais consistente na planta. Isso inclui vários diagnósticos da máquina, serviços digitais e funções de previsão de falha, assim como monitoramento remoto por condição pela plataforma ABB Ability™ e um painel de controle via Bluetooth que faz interface com dispositivos inteligentes sem precisar conectar a um Service PC.
O sistema embutido de monitoramento de auto-diagnóstico gera mensagens breves com informações sobre o tipo e localização do erro. Isso permite localização rápida e precisa das interrupções e reduz o tempo gasto para encontrar a falha.
A simplicidade do circuito de energia e design modular significa alta disponibilidade e facilidade de reparo e manutenção, com tempos de interrupções mínimos. Substituir um módulo de fase completa, por exemplo, leva menos de 15 minutos graças ao design mecânico especial com seccionadoras rápidas na parte de trás.
E para necessidades de manutenção em prazos mais longos, o monitoramento remoto por condição de muitos componentes importantes no laminador permite identificar problemas potenciais, muito antes que eles se tornem paradas surpresas e caras. O monitoramento por condição também ajuda a fazer paradas planejadas de manutenção mais demoradas e econômicas.
Upgrade do inversor existente é possível
Embora o ACS6080 devesse ser primariamente instalado como um novo drive, o Serviço de Modernização do ACS6000 modular permite upgrade de um ativo ACS6000 existente no site para obter as últimas tecnologias do ACS6080 para implementar ferramentas de digitalização em plantas de metal.
Isso dá ao operador e gerentes de operação um amplo leque de novas soluções que podem trazer para eles melhor produtividade, qualidade, confiabilidade e segurança para manutenção mais rápida, menos paradas e melhor desempenho geral da planta e potencial de lucros.
Resumo - Serviços digitais para aplicações rigorosas de laminadores
Ao utilizar as funções de conectividade digital avançadas, como monitoramento remoto e algoritmos de melhoria de desempenho e serviços que vêm embutidos no ACS6080, os operadores de laminadores podem alcançar níveis mais altos de controle e produtividade em linhas de fabricação de metal exigentes.
Além do mais, a confiabilidade e flexibilidade melhoradas resultando de uma combinação única de topologia multi-motor, design resistente a arco e referência históricas na indústria de metais desde laminadores a frio até aqueles a quente, o que significa que os usuários do ACS6080 estarão bem posicionados para uma operação de qualidade - hoje e por um bom tempo no futuro.
