Sistema eléctrico de grúa: puesta en marcha y ajuste en campo
La puesta en marcha del sistema eléctrico de una grúa es la fase final crítica del proyecto de instalación e incluye la descarga y verificación del programa PLC, el ajuste de parámetros del variador de frecuencia, la calibración de sensores y las pruebas del bus de comunicación. Kelude Industrias Pesadas emplea una arquitectura basada en PLC Siemens S7 + variador G120 + PROFINET. Este artículo desglosa el proceso completo, desde las condiciones previas hasta las pruebas de funcionamiento integradas.
La puesta en marcha del sistema eléctrico constituye la fase de cierre de la instalación de una grúa y resulta determinante para garantizar que el equipo opere según las especificaciones de diseño. La calidad de este proceso incide directamente en la fiabilidad operativa, la estabilidad de las comunicaciones y la integridad de las funciones de protección. Las grúas de Kelude Industrias Pesadas incorporan PLC Siemens S7, variadores G120 y arquitectura de bus PROFINET. La puesta en marcha en campo abarca la descarga y verificación del programa PLC, el ajuste individualizado de los parámetros del variador por mecanismo, la calibración de sensores y las pruebas del bus de comunicación. Se aplican las normas IEC 60204-32 (Seguridad de las máquinas — Equipos eléctricos) e IEC 61800 (Sistemas de accionamiento eléctrico de velocidad ajustable).
Condiciones previas para la puesta en marcha
Antes de iniciar la puesta en marcha eléctrica, deben verificarse las siguientes condiciones: conexión completa del cableado de alimentación del circuito principal con secuencia de fases correcta (confirmada con un comprobador de fases); alimentación de 24 VCC del circuito de control activa y con voltaje estable (±5 %); voltaje de entrada del circuito principal del variador conforme a los datos de placa (380 V ±10 %); indicadores LED de los módulos PLC sin alarmas de fallo; todos los botones de parada de emergencia en estado liberado; y disponibilidad de comunicación con el panel de control o el ordenador de programación. Se recomienda medir la resistencia de aislamiento de los circuitos principal y de control con un megóhmetro (500 V) antes de la puesta en marcha, exigiendo una resistencia a tierra ≥ 1 MΩ.
Descarga del programa PLC y verificación lógica
La descarga del programa PLC se realiza con el software TIA Portal de Siemens, conectando con la CPU a través de la interfaz PROFINET (configurando la dirección IP en la misma subred que el ordenador de programación). Antes de la descarga, debe confirmarse que la versión del programa coincide con los planos de diseño. Tras la descarga, se ejecuta un reset de la memoria de la CPU para eliminar residuos de datos anteriores. La verificación del programa se realiza en el siguiente orden: 1) comprobar que la configuración de módulos coincide con el hardware real (número de pedido y versión de firmware); 2) verificar que el mapa de direcciones de E/S corresponde con el esquema de cableado; 3) validar la lógica de control de los mecanismos de elevación, carro puente y carro (modo de impulso, funcionamiento combinado y conmutación de velocidad); 4) comprobar que las funciones de protección (parada de emergencia, activación de finales de carrera y alarma de sobrecarga) actúan conforme a lo previsto. Todos los puntos verificados deben registrarse en la hoja de puesta en marcha.
Ajuste de parámetros del variador de frecuencia
Los parámetros del variador se ajustan individualmente para el mecanismo de elevación, el mecanismo de traslación del puente y el mecanismo de carro. El procedimiento de ajuste de Kelude Industrias Pesadas exige control vectorial SLVC para el mecanismo de elevación y control V/f para los mecanismos de traslación del puente y del carro. Mecanismo de elevación (variador G120): se emplea control vectorial SLVC sin sensor de velocidad, con un tiempo de aceleración de 3 a 5 segundos (tomando el valor mayor para cargas pesadas), retardo de liberación del freno de 0,3 segundos, retardo de aplicación del freno de 0,5 segundos, y la señal de confirmación de apertura del freno conectada a una entrada digital del variador. Mecanismo de traslación del puente: se utiliza control V/f, con tiempo de aceleración de 5 a 8 segundos (para evitar sobrecorriente en cargas de alta inercia) y coeficiente de suavizado de la curva en S de 0,5 segundos para aceleración y desaceleración. Mecanismo de carro: se emplea control V/f, con tiempo de aceleración de 2 a 3 segundos, ajustado simétricamente para ambos sentidos de desplazamiento.
La siguiente tabla comparativa detalla los parámetros:
| Mecanismo | Modo de control | Tiempo de aceleración | Tiempo de desaceleración | Observaciones |
|---|---|---|---|---|
| Elevación | SLVC (sin sensor de velocidad) | 3–5 s (valor mayor para carga pesada) | — | Liberación del freno: 0,3 s; aplicación del freno: 0,5 s; confirmación de apertura del freno en entrada digital |
| Carro puente | V/f | 5–8 s | — | Coeficiente de suavizado en S: 0,5 s |
| Carro | V/f | 2–3 s | — | Ajuste simétrico en ambos sentidos |
| Mecanismo | Modo de control | tiempo de aceleración | FrenadoRetardo | CríticoParámetro |
|---|---|---|---|---|
| mecanismo de elevación | SLVCControl Vectorial | 3~5s | 0.5s | P2910/P2920control del freno |
| mecanismo de traslación del puente | V/fControl | 5~8s | 1.0s | P1120/P1121 SSuavizado de curva |
| mecanismo de carro | V/fControl | 2~3s | 0.8s | Ajuste simétrico con dirección consistente |
Tras el ajuste de parámetros, se realiza una prueba de funcionamiento en vacío: se opera cada mecanismo a baja (5Hz), media (25Hz) y alta velocidad (50Hz) durante 5 minutos, observando si los valores de corriente son equilibrados (desviación entre fases ≤10%), si el sentido de giro coincide con la orden de control y si la secuencia lógica de apertura/cierre del freno es correcta. Los valores de corriente en vacío de cada mecanismo se registran como datos de referencia para la comparación posterior durante el ensayo de carga.
Calibración de Sensores y Encoders
Calibración del limitador de sobrecarga: se suspende la carga nominal (100%Q) del gancho y se ajustan los potenciómetros de cero y ganancia del indicador para que el valor mostrado coincida con la carga real. A continuación, se carga hasta el 110%Q para verificar la activación de la alarma acústica y visual, y hasta el 125%Q para confirmar la parada por corte de energía. Tras la calibración, se comprueban tres puntos de carga (30%Q, 70%Q, 100%Q) con pesos estándar; el error de indicación debe ser inferior al ±5%.
Calibración del encoder de altura de elevación: se eleva el gancho hasta el límite superior (la superficie superior del elevación debe quedar a ≥200mm del final de carrera), se pone el encoder a cero como referencia; se desciende el gancho hasta el límite inferior y se registra el valor máximo de recorrido. Tras la calibración, se verifica la precisión posicional en los puntos de referencia del 0%, 25%, 50%, 75% y 100% del recorrido. Los encoders de traslación del carro puente y del carro se calibran con el mismo método.
Prueba del Bus de Comunicación
La prueba del bus PROFINET incluye: verificar los indicadores LED de estado de red de todos los dispositivos IO (verde fijo indica estado normal), hacer ping a las direcciones IP de las estaciones esclavas para confirmar la conectividad y utilizar la función de diagnóstico de TIA Portal para escanear la red y comprobar el estado en línea de todos los dispositivos. El tiempo de ciclo de comunicación (tiempo de ciclo del bus) no debe superar los 10 ms para garantizar la respuesta en tiempo real de las órdenes de seguridad.
Este artículo es una parte fundamental de la serie Guía completa de instalación, puesta en marcha, aceptación y entrega de grúas. Para conocer el siguiente contenido sobre instalación y puesta en marcha, consulte Ajuste de finales de carrera y dispositivos de seguridad: procedimiento de verificación de límites de elevación, fin de carrera de traslación y limitador de sobrecarga.
Preguntas Frecuentes (FAQ)
P: ¿Cómo proceder si el variador de frecuencia muestra el código de falla F7800 al encenderse?
R: F7800 indica subtensión en el bus de corriente continua. Las causas más comunes son: tensión de línea de entrada baja (inferior a 360V), módulo rectificador dañado, resistencia de precarga en circuito abierto o contactor no activado. El personal de puesta en marcha de Kelude debe verificar secuencialmente la tensión de entrada, la tensión del bus de corriente continua (normalmente aprox. 540V DC), el estado del contactor de precarga y la salida del puente rectificador, siguiendo el procedimiento estándar de diagnóstico de fallas.
P: ¿Qué hacer si el freno del mecanismo de elevación no se abre durante el funcionamiento?
R: Las causas más comunes de que el freno no se abra son: módulo rectificador del freno quemado, resistencia anómala de la bobina del freno (valor normal aprox. 50~200Ω según el modelo), bloqueo mecánico del freno, ausencia de alimentación de 24VDC en el circuito de control, o que el PLC no emita la orden de apertura del freno. Se debe verificar la alimentación del freno y el circuito de la señal de control. Está terminantemente prohibido operar el mecanismo de elevación con el freno en estado de fallo.
P: ¿Cómo diagnosticar la pérdida de comunicación de una estación esclava PROFINET?
R: Pasos para diagnosticar la caída de una estación esclava: 1. Verificar el estado de los indicadores LED del puerto del switch de red y del puerto de red de la estación esclava (si el LED verde parpadea); 2. Comprobar si el conector RJ45 está flojo o dañado; 3. Utilizar el diagnóstico de TIA Portal para verificar si la estación está en línea; 4. Reiniciar la estación esclava y observar si se restablece la comunicación; 5. Verificar la configuración de la resistencia de terminación del bus (debe estar activada en los dispositivos finales).
P: ¿Qué hacer si el valor mostrado por el limitador de sobrecarga se desvía durante el uso después de la calibración?
R: Las causas más comunes de la desviación del valor mostrado en el limitador de sobrecarga son: mala conexión a tierra del blindaje del cable del sensor, aflojamiento de la posición de montaje del sensor que provoca una desviación en la medición de la fuerza, o temperatura ambiente fuera del rango de funcionamiento del indicador. Si la desviación supera el ±5% después de la calibración, se debe recalibrar y verificar las causas mencionadas. El limitador de carga, como dispositivo de seguridad, debe someterse a una verificación anual.
