Sector Industria Página 2 SIRIUS Tour

Centro de Control de Motores Introducción


La evolución del TIASTAR

Bajo el nombre de TIA-Star, nuestro CCM de baja tensión surge desde el año 2002. Sin

embargo tenemos la experiencia de diseñar, fabricar y probar CCM´s desde los 60´s.


+

System/89 Modelo 95 Plus TIASTAR

=

La evolución del TIASTAR


Códigos y estándares de los CCM´s


Definición de TIA-Star

TIASTAR (Tie-Star)

El nombre TIASTAR tiene su origen en la

unión de dos palabras, TIA y STAR.

Star; define el CCM de Siemens como uno

de sus productos líderes en el mercado.

TIA; hace referencia a las siglas para

“Totally Integrated Automation“


Definición de TIA

TIA - Totally Integrated Automation

El concepto TIA de Siemens provee un único y

completo abanico de productos completa y sinérgica-

mente integrados para todos los sectores de la industria.

Somos el único fabricante que ofrece una gama

homogénea de productos y sistemas para la

automatización, desde la entrada de mercancías hasta

la salida de productos acabados, comenzando a nivel de

campo continuando con el nivel de gestión de la

empresa y pasando por el nivel de control de

producción.

Con ello TIA contribuye, a la optimización de las

secuencias de producción y al incremento de la misma,

manteniendo un alto grado de seguridad para las

inversiones.

Esto permite reducir los costes de ciclo de vida y, así,

mejorar la competitividad.

Sector Industria Página 8 SIRIUS Tour Arjun

Conceptos básicos

Existen varios conceptos básicos que debemos contemplar antes de comenzar a definir

un Centro de Control de Motores (CCM); tales como:

Voltaje.

Corriente – Tipos y distribución.

Fallas eléctricas.

Potencia.

Motor.

Tipos de arranques para motores.

Simbología de componentes básicos.

Sector Industria Página 9 SIRIUS Tour Ing. Adriana Muñiz / Arjun Rodríguez Agosto 2013

Definición para un Centro de Control de Motores

¿ Cuál es su definición de CCM?


Definición para un Centro de Control de Motores

Un CCM es un sistema que alimenta, controla y protege circuitos cuya carga

esencialmente consiste en motores, concentrados en un solo tablero.

De acuerdo con las normas NEMA publicación ICS-18-2001 un CCM

es un tablero montado en el suelo con las siguientes características:

•Una o más secciones verticales cerradas

•Buses horizontales y verticales para distribución de energía

•Contiene principalmente unidades de arrancador de combinación

En conclusión un CCM contiene principalmente varias unidades para el

control de motores (también conocidas como silletas) , esto es lo que

diferencia a un CCM de otros equipos de distribución de energía.

La definición NEMA para un centro de control de motor es consistente

con las definiciones que se encuentran en UL 845 y el NEC ®.


ESTRUCTURA

TIA-Star Centro de Control de Motores


TIA-Star Estructura

Generalidades en un TIA-Star

• La altura es de 90” (estándar), ó 102”

(resistente al arco).

• El ancho puede ser de 20”, 24”, 30”, 40” ó

arreglos de 50”.

• La profundidad es de 15” ó 20” (un solo frente),

para arreglos espalda con espalda 21”, 30 ó 40”.

El TIA-Star se encuentra dividido en tres secciones:

• Sección de distribución (12”)

• Sección de espacio útil (72”)

• Sección de barra de tierra (6”)


TIA-Star Estructura

Tipo gabinete NEMA Descripción Uso

Tipo 1 Estándar Interior

Tipo 1A

Con empaques,

Propósitos

generales

Interior

Tipo 2 A prueba de

goteo Interior

Tipo 12

A prueba de

polvo, Uso

industrial

Interior

Tipo 3R Prueba de lluvia Exterior


TIA-Star Acometida

La alimentación del CCM puede realizarse de las

siguientes maneras:

Por la parte superior o inferior por medio de

• Zapatas (MLO)

• Interruptor principal (MCB)

• Acoplamiento a tablero existente (Main Splice)

MLO (Top Fed)

MCB (Top Fed)


TIA-Star Buses

Valores disponibles del Bus

Horizontal en cobre recubierto de

plata o estaño:

Valores disponibles del Bus Vertical

en cobre recubierto de plata o

estaño:

600A

800A

1200A

1600A

2000A

2500A (un solo frente)

300 A

600 A

Disponibles con capacidad interruptiva:

42 KA

65 KA

100 kA


TIA-Star Bus Horizontal

Característica

Clear LexanⓇ Barrera Transparente

en el Bus Horizontal.

Todas las conexiones eléctricas de

tornillo, incluyendo las que se deslizan,

incluyen dos tornillos con arandela

cónica para los puntos de conexión.

Beneficios

Aísla el bus horizontal permitiendo

hacer inspecciones visuales.

Barrera fuerte y flexible fácil de

remover cuando se requiere.

Permite la detección con infrarrojo a

través de la barrera para localizar

puntos calientes.

Conexiones de dos tornillos con

arandelas cónicas dan una mejor

conexión con menor tendencia a

aflojarse debido al esfuerzo térmico y

mecánico.


TIA-Star Bus Vertical

Aislado

estándar

Aislado y encapsulado

Opcional

Tipos de barreras del bus vertical

disponibles:

Estándar: Acero blanco aterrizado (Aislado)

Opcional: Poliéster naranja relleno de fibra

de vidrio (Recubierto y aislado).

Se le puede agregar persianas automáticas.

Alto grado de seguridad


TIA-Star Barra de Tierra

La barra de tierra horizontal de 6” está montado

típicamente en la parte inferior de la estructura

(opcional, otros arreglos).

La barra es de cobre desnudo (estándar), pero

puede estar recubierta de estaño o plata,

además cuenta con conexión para cable calibre

4/0 AWG (opcional, otros arreglos).

Un bus de tierra opcional vertical puede ser

conectado al bus horizontal.


TIA-Star Estructura Resumen

PUERTAS ABATIBLE

Puertas colocadas de

forma que tenga una

mejor accesibilidad.

BUS HORIZONTAL

El ensamble del bus completo para

todos los rangos de amperaje (max.

2500A) se encuentran en la sección de

12” de la parte superior, para realizar el

mantenimiento y servicio mas

rápidamente.

BUS VERTICAL: OPCIONAL

Ensamble de bus y aislamientos para

prevenir contacto accidental y evitar la

propagación de falla de arco.

BARRERA CLEAR LEXAN

Aísla al bus de canaleta

horizontal.

Inspección visual del bus

horizontal

UNIDAD CON INTERIOR BLANCO

Pintado de blanco para proveer mejor

visibilidad cuando se da servicio y

mantenimiento a las unidades.

CANALETA BLANCA VERTICAL:

Pintada de blanco para proveer mejor

visibilidad de los cables.

Arreglos

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SILLETAS



TIA-Star Silletas

Característica Beneficio Doble ubicación del panel de

control, montaje en la puerta y

puede ser removido fácilmente

para montarse en la silleta.

• Provee mejor acceso para servicio

cuando la unidad está en posición de

stand by.

• El panel de control puede ser

fácilmente montado en una unidad para

transporte y hacer pruebas, ahorrando

tiempo y exactitud en el alambrado.

Cuatro estados que me indican

los estados de la silleta:

• ON. Silleta energizada y motor

en estado encendido.

• TRIP. Silleta energizada y motor

en estado disparado.

• OFF. Silleta energizada y motor

en estado detenido.

• PARK. Silleta “des-energizada”

y motor en estado detenido.

• Palanca de operación de muy sencillo

funcionamiento.

• Indicación de estado por medio de

texto y color; facilitando la interpretación

del estado de la silleta.

• Para mayor seguridad se pueden

adaptar de uno a tres candados.


TIA-Star Silletas

Característica Beneficio Palanca superior de apoyo.

• Brinda mayor nivel de soporte,

con lo cual se tiene un alto grado

de sujeción al momento de insertar

o retirar la silleta.

• Asegura que la silleta quede

completamente insertada en la

estructura.

Doble soporte por silleta.

• Palanca en la parte superior y

agarradera en la parte inferior para

ayudar en la instalación y

transporte de la unidad.

Sector Industria Página 23 SIRIUS Tour Ing. Adriana Muñiz / Arjun Rodríguez Agosto 2013

TIA-Star Silletas

Característica Beneficio Grapa de tierra integrada por

silleta.

• Amarra un punto de contacto

continuo con el soporte de la

sección, con lo cual la silleta esta

siempre “aterrizada”.

Freno en posición de prueba /

mantenimiento.

• Da al usuario una clara

indicación de que la unidad está

en posición de prueba.

• Asegura que la silleta está en su

lugar mientras está en posición de

prueba y previene que las silletas

se puedan zafar mientras la

unidad es removida.


TIA-Star Silletas

Característica Beneficio Candado de seguridad en

posición de prueba.

• El usuario puede remover

parcialmente la unidad para

desconectar del bus vertical.

• Cuando la unidad alcance el

freno, esta puede ser asegurada

hasta con dos candados (en la

foto solo se muestra uno).

Soporte para clemas abatible, el

cual cuenta con tres estados.

• Operación.

• Chequeo.

• Mantenimiento.

• Para operación normal, las

clemas están localizadas en la

unidad, no en el ducto de

alambrado.

• Estados que brindan un

adecuado acceso al cableado.


TIA-Star Tipos de Alambrados

Class I, Type A Wiring Class I, Type B Wiring

Class I, Type C Wiring

NEMA standard ICS 18-2001 provee las definiciones de NEMA .


TIA-Star Silletas Resumen

PALANCA DE SOPORTE

Asegura que las silletas removibles

se encuentren completamente

insertadas.

Libera las silletas del bus vertical

durante la remoción.

BLOQUEOS DE LA

ESTRUCTURA

Diseño seguro que

previene insertar o

retirar las silletas

cuando la manija se

encuentra en la

posición ON

PUNTO DE TIERRA POSITIVA

Punto de contacto a tierra que

mantiene a la silleta aterrizada con

la esta estructura en cualquier

momento.

BLOQUEO DE SEGURIDAD

En la posición de “prueba”, la

silleta no esta acoplada al bus

vertical, en este punto puede ser

asegurada.

CLEMAS MONTADAS EN PLACA

MOVIBLES

Clemas con tres posiciones para la

operación, supervisión y pruebas. De fácil

acceso por medio de canaleta vertical.

MONTAJE DE BOTONERIA EN PANEL

Localización en la puerta de la silleta y de

fácil remoción.

Acceso sencillo para ahorrar tiempo.

De fácil montaje sobre la unidad para

transporte, pruebas y recableado.

MANIJA DE OPERACIÓN

DE LA SILLETA

La posición de la manija

indica claramente el estatus

del equipo (ON, TRIP, OFF)


TIA-Star Silletas


COMPONENTES



TIA-Star Tipos de desconexión

Interruptor Siemens SENTRON en caja moldeada

Solo magnético o Termo-Magnético para arrancadores

Termo-Magnético para alimentadores

Termo-Magnético con unidad de disparo electrónica (LSIG)

Interruptor Siemens WL electromagnético

Capacidad de disparo para 2500A

Amplia gama de accesorios


TIA-Star Opciones de Medición

Además de medidores de voltaje analógicos y de corriente, Los TIA-

Star ofrecen una línea completa de medidores digitales, con una

amplia gama de accesorios para medición de potencia.

Los cuales nos permitirán obtener mediciones de los parámetros

eléctricos dentro del CCM.

- PAC3200

- PAC4200

Graficacion

de

armónicos


TIA-Star Arrancadores a Tensión Plena NEMA

Combinan la robustez de los contactores NEMA con un relevador de

sobrecarga de estado sólido que proporciona protección de falla de

fase, desequilibrio y falla a tierra. Ofrece al usuario una mayor

protección al motor y una vida útil más amplia en aplicaciones de

trabajo pesado ya sea para línea monofásica o trifásica.

Características Estándares

▪ Diseñados para uso industrial rudo.

▪ Únicos en manejar tamaños intermedios.

▪ Frecuencia y tensión de bobina dual.

▪ Cuenta con relevador de estado sólido.

▪ Amplio rango de accesorios.

▪ Sencillo acceso a las bobinas.

▪ Opción para prueba de sobrecarga.

▪ Gravity Dropout (enclavamiento de platinos).

▪ Largos contactos de cubierta plateada cadmio.

▪ Disponibles en Tamaños 0 a 7; y tres tamaños intermedios exclusivos: 1¾, 2½ y 3.


TIA-Star Relevadores de Estado Solido ESP 200

Características Estándares

▪ Protección de falla de fase.

▪ Protección de desbalance previene al motor de un

funcionamiento ineficiente

▪ Disparo por fallo de tierra, seleccionable.

▪ Clase de disparo seleccionable para 5, 10, 20 o 30.

▪ Dial de ajuste fino con relación de corriente 4 : 1.

▪ Acoplamiento directo con contactor o individual.

▪ Montaje directo o sobre riel DIN.

▪ Contactos auxiliares 1NC + 1NO.

▪ Herramienta de entrenamiento on-line.

▪ Migración para el ESP100.


TIA-Star SIMOCODE “El Controlador de Motores”

El sistema de gestión de motores ofrece un alcance amplio de funciones.

Por lo tanto, puede ser expandido de manera precisa a las funciones requeridas para el

motor. Se pueden conectar hasta cinco módulos de expansión.

Unidad

básica

Panel

operador

SIMOCODE pro C

Módulo medición

corriente

Módulos de expansión

+ detección de

tensión

Módulos

digitales

Módulo

analógi

co

Módulo

de

temperat

ura

Módulo de

falla a

tierra

SIMOCODE pro V

PR

OF

IBU

S D

P



Funciones de Protección

Protección de sobrecarga (Clase 5 - 40)

Termistor para protección del motor

Monitoreo de falla de fase

Protección por Asimetría

Protección por bloqueo

Monitoreo de falla de tierra

Monitoreo de valores límites de

corriente

Monitoreo de horas operación

Monitoreo de tiempos muertos

Monitoreo de números de arranques

Etc.

Funciones expandidas de

monitoreo:

Monitoreo de Temperatura PT100/

PT1000

Monitoreo de Voltaje

Monitoreo de Energía

Monitoreo de relación Cos-phi

Detección de secuencia de fase

Señal de Entrada, salida y

monitoreo de señal de 0/4-20 mA

Módulos Lógicos (tablas de verdad,

contadores, timers, evaluación de límites,

detectores de valor límite...) y

Funciones estándar (monitoreo de falla

de red, arranque de emergencia, fallas

externas ...)



Módulo de medición de corriente y voltaje

Medición de corrientes nominales del motor en el circuito principal

Transformador Straight-through de corriente para corrientes nominales de motor

0.3-3A 2.4-25A 10-100A 20-200A

Transformador con conexión a busbar para corrientes nominales de los motores

20-200A 63-630A

Con el transformador intermedio de la familia 3UF18 mide corrientes hasta 820A

Para SIMOCODE pro V: mediciones de voltaje hasta 690V

Módulo de Desacoplamiento

Medición de voltaje en redes no aterrizadas

Aplicación en redes con medición o monitoreo de aislamiento



Panel del Operador para SIMOCODE pro V

Para controlar la alimentación al motor ubicado en en la puerta del gabinete de control

10 LEDs para la pantalla de status (7 para asignar libremente)

5 pulsadores (4 asignados libremente)

Para SIMOCODE pro V opcional con pantalla

Módulos de Expansión para SIMOCODE pro V

Módulo digital (expansión por adición de entradas y salidas)

Módulo analógico (expansion en dos entradas analógicas pasivas y

una salida)

Módulo de falla de tierra (para monitoreo de falla de tierra externa)

Módulo de Temperatura (expansión por entradas de hasta 3 sensores

de resistencia)


TIA-Star Botonería

Estándar – 22mm

Lámparas SIRIUS 3SB3

Tipo Bulbo o LED

Plástico, NEMA Tipo 4 / IP 66

Opcional – 30mm

Lámparas Clase 52

Sellado hermético

Tipo transformador o LED

Cumple con especificaciones tipo NEMA 3, 4, 12, y 13


TIA-Star Transformadores de Control

Transformadores de Control que van en potencias

desde 50 hasta 5000 VA’s con voltaje en primario de

240 o 480 y salida en secundario de 120 v.


TIA-Star Variadores de Velocidad

Siemens Familia MM4 de VFD’s

Capacidades:

Hasta 50HP a 600VAC

(Torque constante)

Hasta 60HP a 600VAC

(Torque variable)

Siemens SINAMICS G120 Drives

Capacidades:

Hasta 250HP a 600VAC

(Torque constante)

Hasta 300HP a 600VAC

(Torque Variable)


TIA-Star Arrancadores Suaves

Arrancadores de estado sólido a voltaje reducido

3RW44 Arrancadores suaves disponibles hasta 400HP a 600V

Contactor Bypass interno

Pantalla LCD

Comunicación Profibus

Protección de motor integrada

Software

Bypass Manual (se debe especificar)

Contactores aislados opcional


TIA-Star Adicionales

Tableros de Alumbrado

Circuitos disponibles de 18, 30, o 42

Se ajusta en estructuras estándar de 20”

Transformadores de distribución

Una sola fase con desconector integrado hasta 2kVA

Una sola fase con alimentador separado hasta 30kVA

El alimentador se cotiza por separado

3 fases con alimentador separado hasta 45kVA

El alimentador se cotiza por separado


TIA-Star Controladores Lógicos Programables PLC

Línea de PLC’s de Siemens (S7-200, S7-300, y S7-400) puede ser instalado y

cableado en el CCM TIASTAR.

TIA-Star contiene una opción de un compartimiento para PLC (PLC Compartment),

donde solamente se considera el precio del panel y puede ser dimensionado para la

aplicación del PLC.

Debido a la complejidad y versatilidad de estos sistemas, se requiere que se den las

especificaciones del PLC a la planta y así se puede dimensionar y cotizar.


Centro de Control de Motores

“Inteligente”

(“Smart” MCC)


TIA-Star Smart Comparación

1. ¿Qué es un “CCM Inteligente”?

2. ¿Por qué los clientes compran los CCM’s “Inteligentes” vs los “Tradicionales”?

3. ¿Cómo los clientes usan los “CCM Inteligentes” vs “tradicionales”?

CCM Tradicional

1. Cada señal de control

(arranque,

funcionamiento, etc.)

tienen un cable separado

2. No hay datos detallados

ni diagnósticos

CCM Inteligente

1. Control network for

control and data

2. Detailed power and

diagnostic data

1. El CCM Inteligente de Siemens es

un CCM usando los

componentes con puertos de

comunicación y cableados AS

Interface o Profibus

2. Los clientes compran CCM

inteligentes para reducir el

cableado en campo (costos de

instalación) e incrementar la

información disponible para el

control del sistema.

3. Los clientes necesitan conectar el CCM a su

red de control para aprovechar las ventajas

de su sistema y usar el CCM inteligente.

Qué y cómo se hace esto

Es un tema crítico?


TIA-Star Smart Comparación

CCM TRADICIONAL

• Alambrado complejo

• Flexibilidad Limitada

• Dificultad para resolver problemas

• Exceso de espacio

CCM INTELIGENTE

• Alambrado muy sencillo

• Flexibilidad prácticamente Ilimitada

• Amplia gama para solucionar problemas

• Requerimientos mínimos de espacio


TIA-Star Smart Opciones

Dos opciones disponibles, dependiendo de la aplicación

• AS-I (Actuador Sensor – Interface)

• Profibus/Profinet

• Soluciones con Gateway

AS-I

Slimline

AS-I Slimline

AS-I Slimline

AS-I Slimline

AS-I Slimline

SIMOCODE

VFD with

PROFIBU

S

DP-

ASI

Link

Conexión a

PROFIBUS-

DP

Conexión de dos

hilos AS-Interface

SIMOCODE

SIMOCODE

RVSS with

PROFIBUS

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE

SIMOCODE VFD with

PROFIBU

S


TIA-Star Smart Compatibilidad Total

Profibus Nodes = 2-125

0=Master, 1=Programmer, 126=New Node

TIA-Star protocolos nativos Requerimientos del

Cliente

Ethernet/IP

Devicenet

Modbus TCP

Modbus RTU

VFD

Soft

Start

Motor

Overload

Profibus/Profinet


TIA-Star Smart Ventajas

Cable de Comunicación contra varios cables para obtener información.

Reducción de Módulos de entradas y salidas del PLC Reemplazada por la interface de un cable con comunicación

Reducción en el tamaño del CCM No es necesaria el uso de grandes cantidades de

terminales.

Uso de Componentes compactos (CT’s, PT’s, Ground

Fault, etc…)

Flexibilidad y gran funcionalidad

Mayor Información detallada del proceso Corriente, condiciones de alarmas, status

Obtenemos fácilmente información de diagnóstico. Tiempo en marcha, Arranques y Paradas, Historial de fallas

Reducción en el costo total de la instalación.


Centro de Control de Motores

“Arc Resistant”


Definición de Arco Eléctrico

• Los arcos eléctricos ocurren cuando una corriente eléctrica

pasa por el aire entre dos conductores.

• El arco calienta el aire alrededor hasta una temperatura

cerca de cuatro veces la temperatura de la superficie del sol.

• Este calor extremo ioniza todos los materiales cercanos

creando un plasma gaseoso altamente explosivo.

• Bajo estas condiciones, por ejemplo, una pulgada cúbica

de cobre se convierte en casi 39 pies cúbicos de vapor de

cobre.

• Las fallas de arco son diferentes a las fallas con conexión sólida (cortocircuíto) que ocurren en los terminales de equipamiento eléctrico estándar.

• El equipamiento de distribución y control está diseñado para soportar fallas de conexión sólida (cortocircuítos) hasta que los interruptores o fusibles interrumpan el flujo de corriente, mientras los arcos eléctricos son contenidos y enfriados dentro de las cámaras de extinción de arco de los interruptores.

¿Qué es un Arco Eléctrico?


Accesibilidad Tipo 2 Resistente al Arco Eléctrico

Arc Resistant: reduce el riesgo de exposición al efecto del arco eléctrico para protección del personal y es el primer fabricante que implementa la IEEE C37.20.7-2007 cumpliendo las pruebas bajo la testificación de UL.

El tipo 2 para CCM resistente al arco eléctrico contiene características de diseño especiales que se proveen para dar grado adicional de protección al personal que lo opera como parte de sus funciones y que está cerca del equipo cuando está en operación bajo condiciones normales. Protege al operador por la parte frontal, trasera y lateral del equipo.

El rango de la resistencia del arco eléctrico es de 600Vac, 65kA para 50 msec.

Requerimientos del cuarto:

112” (2845 mm) altura del techo mínimo

38” (965 mm) ancho mínimo


Resistencia a Arco Eléctrico en el Siemens TIA-Star

Dynamic Arc Flash Reduction System

¿ Qué es el DAS?

Es una unidad de disparo dual única que reduce la energía disponible en caso de que ocurra un arco eléctrico.

El Dynamic Arc Flash Sentry (DAS) es una patente con la que cuenta SIEMENS para sus tableros de baja tensión.

Permite hacer la protección de manera remota.


Resistencia a Arco Eléctrico en el Siemens TIA-Star


TIA-Star Arc Resistant Características

Caja superior modificada

para tener alerones de

presión

Va a prevenir que los

equipos salgan lanzados

del CCM, mientras que los

alerones liberan la presión.

Deflectores

La placa de protección

permite que el CCM

tenga puertas de venteo

que reduce la

posibilidad de que los

equipos puedan salir

lanzados del CCM.



Disipación interna

La canaleta vertical

está perforada con

agujeros que canalizan

los gases hacia la parte

posterior y hacia afuera

por la parte superior del

CCM.

Canaleta Atornillada

La canaleta está

atornillada para

asegurar la integridad

del CCM durante un

evento de arco

eléctrico.

Puertas reforzadas

El gabinete reforzado

asegura que el

equipo pueda

mantener y contener

la presión de las

fallas por arco

eléctrico.



Barras del bus aisladas

Los componentes energizados

aislados previenen el contacto

accidental y fallas de arco que

se propaguen.

Cortinas automáticas

Las barreras automáticamente

abren y cierran para permitir la

inserción o remoción de las

silletas. Aísla el bus vertical

para prevenir el contacto

inadvertido disminuyendo el

riesgo del personal.


TIA-Star Conclusiones y Preguntas

ccm introducción. evolución del tia star definición ccm

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