Reactores Catalíticos Controlados desde Computador (PC),con SCADA y Control PID QRCC

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1 Equipamiento Didáctico Técnico Reactores Catalíticos Controlados desde Computador (PC),con SCADA y Control PID QRCC Sistema SCADA de EDIBON y CONTROL PID incluido Técnica de Enseñanza usada 2 Caja-Interface de Control 5 Cables y Accesorios 6 Manuales 3 Tarjeta de Adquisición de Datos 4 Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos Computador (no incluido en el suministro) *El suministro mínimo siempre incluye: (Computador no incluido en el suministro) 1 Equipo: QRCC. Reactores Catalíticos Accesorio opcional: QRCC-IF. Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA) Características importantes: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real y Control PID. Control Abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real. Software de Control EDIBON específico, basado en Labview. Tarjeta de Adquisición de Datos de National Instruments (250 KS/s, kilo muestras por segundo). Ejercicios de calibración, incluidos, que enseñan al usuario cómo calibrar un sensor y la importancia de comprobar la precisión de los sensores antes de realizar las mediciones. Compatibilidad del equipo con un proyector y/o una pizarra electrónica, que permiten explicar y demostrar el funcionamiento del equipo a toda la clase al mismo tiempo. Preparado para realizar investigación aplicada, simulación industrial real, cursos de formación, etc. El usuario puede realizar las prácticas controlando el equipo a distancia, y además es posible realizar el control a distancia por el departamento técnico de EDIBON. El equipo es totalmente seguro, ya que dispone de 4 sistemas de seguridad (mecánico, eléctrico, electrónico y por software). Diseñado y fabricado bajo varias normas de calidad. Software opcional CAL, que ayuda al usuario a realizar los cálculos e interpretar los resultados. Este equipo se ha diseñado para poder integrarse en futuras expansiones. Una expansión típica es el Sistema SCADA NET de EDIBON (ESN) que permite trabajar simultáneamente a varios estudiantes con varios equipos en una red local. CONTROL ABIERTO + MULTICONTROL + CONTROL EN TIEMPO REAL Productos Gama de Productos Equipos 11.-Ingeniería Química Worlddidac Member ISO 9000: Gestión de Calidad (para Diseño, Fabricación, Comercialización y Servicio postventa) Certificado Unión Europea (seguridad total) Página 1 Certificados ISO y Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría (gestión medioambiental) Certificado Worlddidac Quality Charter (Miembro de Worlddidac)

2 INTRODUCCIÓN La catálisis de una reacción química es un proceso de aumento o disminución de la velocidad de una reacción química (cinética de la reacción) por medio de un producto denominado catalizador. Actualmente, la investigación y desarrollo de productos catalizadores tiene una importancia capital en la industria química. Se estima que aproximadamente un 90% de los productos químicos fabricados industrialmente tienen algún proceso catalizador en su elaboración. Una de las principales características de los catalizadores es que no son consumidos por la reacción química aunque sí pueden ser deteriorados por ella. Hablamos de deterioro por la pérdida de sus características catalíticas. Además, otro aspecto a comprender por el alumno será la inmovilización de los catalizadores en los reactores, hecho que permite que éstos no se pierdan arrastrados con el producto final. DESCRIPCIÓN GENERAL QRCC es un equipo diseñado para realizar la reacción de la hidrólisis de la sacarosa de manera continua mediante la aplicación de reactores de lecho fijo catalítico. La hidrólisis de la sacarosa es el proceso industrial de obtención de glucosa y fructosa a partir de la sacarosa. Es una reacción química reversible. El equipo QRCC se compone de tres reactores de lecho fijo. Dos de ellos son reactores de lecho fijo para catálisis química, compuestos por el mismo catalizador químico, denominado resinas de intercambio iónico, pero con distinta granulometría entre ellos. El tercer reactor es un reactor de lecho fijo para la catálisis biológica (enzimática), que está preparado para su uso con una enzima inmovilizada a través de la cual haremos pasar nuestro producto, en este caso sacarosa, para proceder a su hidrólisis. La hidrólisis de la sacarosa se favorece con temperaturas de aproximadamente entre 50ºC y 60ºC. Para ello los reactores están encamisados y se hace circular agua caliente a su través. El control de la temperatura de este agua se realiza mediante el control PID a través del software de control. El alimento de sacarosa a los reactores se realiza mediante una bomba peristáltica de velocidad regulable a través del software de control. La solución resultante se envía al matraz del producto final. A partir de ahí se analizará mediante el uso de un espectrofotómetro adaptado a la interface del equipo QRCC. Como suministro opcional existe la posibilidad de adquirir la Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA) QRCC-IF. Esta unidad es un sistema de Análisis de Inyección en Flujo con el que realizaremos mediciones del grado de conversión de la reacción de hidrólisis de la sacarosa de manera continua. Este Equipo Controlado desde Computador se suministra con el Sistema de Control desde Computador (SCADA) de EDIBON, e incluye: el propio Equipo + una Caja-Interface de Control + una Tarjeta de Adquisición de Datos + Paquetes de Software de Control y Adquisición de Datos, para el control del proceso y de todos los parámetros que intervienen en el proceso. DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS DEL EQUIPO 3 actuadores y 5 sensores controlados desde cualquier computador y trabajando simultáneamente CONTROL ABIERTO + MULTICONTROL + CONTROL EN TIEMPO REAL Página 2

3 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS COMPLETAS (de los items principales) Con este equipo existen diferentes opciones y posibilidades: - Items principales: 1, 2, 3, 4, 5 y 6. - Items opcionales: 7, 8, 9, 10, 11 y 12. Permítanos describir primero los items principales (1 a 6): 1 Equipo QRCC: Equipo de sobremesa. Estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado. Principales elementos metálicos en acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Dos vasos de precipitados de cristal, de 2 litros de capacidad, para la disolución ión inicial y el producto final. Reactores: Dos reactores de lecho fijo para catálisis química, con una parte activa compuesta por resinas de intercambio iónico ácido. Un reactor de lecho fijo para la catálisis biológica (enzimática). (Se recomienda el uso con una enzima inmovilizada). Diámetro de los reactores: 50mm. Altura de los reactores: 160mm Material: vidrio, con una cubierta de metacrilato para protección. Baño termostático, con resistencia de calentamiento de 600W, con control PID desde computador (PC). Un suministro de agua caliente a las camisas de los reactores permite el control automático de la temperatura de la reacción según el valor preestablecido. Bomba peristáltica con velocidad regulable, controlada desde computador (PC), que permite variar el caudal de alimento entre 0 y 32 ml/min. 5 Sensores de temperatura, tipo J, localizados en los puntos adecuados del sistema. Espectrofotómetro, con control desde computador (PC), para el análisis del producto final, y medidas de absorbancia: Rango de longitud de onda: nm. Paso de banda: 5 nm. Todos los circuitos eléctricos están protegidos por dispositivos de protección apropiados. El equipo completo incluye también: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real y Control PID. Control Abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real. Software de Control EDIBON específico, basado en Labview. Tarjeta de Adquisición de Datos de National Instruments (250 KS/s, kilo muestras por segundo). Ejercicios de calibración, incluidos, que enseñan al usuario cómo calibrar un sensor y la importancia de comprobar la precisión de los sensores antes de realizar las mediciones. Compatibilidad del equipo con un proyector y/o una pizarra electrónica, que permiten explicar y demostrar el funcionamiento del equipo a toda la clase al mismo tiempo. Preparado para realizar investigación aplicada, simulación industrial real, cursos de formación, etc. El usuario puede realizar las prácticas controlando el equipo a distancia, y además es posible realizar el control a distancia por el departamento técnico de EDIBON. El equipo es totalmente seguro, ya que dispone de 4 sistemas de seguridad (mecánico, eléctrico, electrónico y por software). Diseñado y fabricado bajo varias normas de calidad. Software opcional CAL, que ayuda al usuario a realizar los cálculos e interpretar los resultados. Este equipo se ha diseñado para poder integrarse en futuras expansiones. Una expansión típica es el Sistema SCADA NET de EDIBON (ESN) que permite trabajar simultáneamente a varios estudiantes con varios equipos en una red local. 2 Accesorio opcional (NO incluido en el suministro): (ver sección accesorio opcional en pagina 4). - QRCC-IF. Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA). QRCC/CIB. Caja-Interface de Control: La Caja-Interface de Control forma parte del sistema SCADA. Caja-Interface de Control con diagrama del proceso en el panel frontal, con la misma distribución que los elementos en el equipo, para un fácil entendimiento por parte del alumno. Todos los sensores, con sus respectivas señales, están adecuadamente preparados para salida a computador de -10V. a +10V. Los conectores de los sensores en la interface tienen diferente número de pines (de 2 a 16) para evitar errores de conexión. Cable entre la caja-interface de control y el computador. Los elementos de control del equipo están permanentemente controlados desde el computador, sin necesidad de cambios o conexiones durante todo el proceso de ensayo. Visualización simultánea en el computador de todos los parámetros que intervienen en el proceso. Calibración de todos los sensores que intervienen en el proceso. Representación en tiempo real de las curvas de las respuestas del sistema. Almacenamiento de todos los datos del proceso y resultados en un archivo. Representación gráfica, en tiempo real, de todas las respuestas del sistema/proceso. Todos los valores de los actuadores pueden ser cambiados en cualquier momento desde el teclado, permitiendo el análisis de las curvas y respuestas del proceso completo. Todos los valores de los actuadores y sensores y sus respuestas se muestran en una misma pantalla en el computador. Señales protegidas y filtradas para evitar interferencias externas. Control PID en tiempo real con flexibilidad de modificaciones de los parámetros PID desde el teclado del computador, en cualquier momento durante el proceso. Control PID y on/off en tiempo real para bombas, compresores, resistencias, válvulas de control, etc. Control PID en tiempo real de los parámetros que intervienen en el proceso simultáneamente. Control proporcional, control integral y control derivativo, basado en la fórmula matemática real del PID, mediante cambio de los valores, en cualquier momento, de las tres constantes de control (constantes proporcional, integral y derivativa). Control abierto permitiendo modificaciones, en cualquier momento y en tiempo real, de los parámetros que intervienen en el proceso, simultáneamente. Posibilidad de automatización de los actuadores que intervienen en el proceso. Tres niveles de seguridad, uno mecánico en el equipo, otro electrónico en la interface de control y el tercero en el software de control. Página 3 Equipo QRCC QRCC/CIB

4 Especificaciones Técnicas Completas (de los items principales) 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos: La Tarjeta de Adquisición de Datos forma parte del sistema SCADA. Tarjeta de Adquisición de Datos PCI (National Instruments) para ser alojada en un slot del computador. Bus PCI. Entrada analógica: Número de canales= 16 single-ended ú 8 diferenciales. Resolución=16 bits, 1 en Velocidad de muestreo hasta: 250 KS/s (kilo muestras por segundo). Rango de entrada (V)= 10V. Transferencia de datos=dma, interrupciones, E/S programadas. Número de canales DMA =6. DAB Salida analógica: Número de canales=2. Resolución=16 bits, 1 en Máx. velocidad de salida hasta: 833 KS/s. Rango salida(v)= 10 V. Transferencia de datos=dma, interrupciones, E/S programadas. Entrada/Salida digital: Número de canales=24 entradas/salidas. Frecuencia muestreo de los canales: 0 a 1 Mhz. Temporización: Contador/temporizadores=2. Resolución: Contador/temporizadores: 32 bits. 4 QRCC/CCSOF. Software de Control y Control PID+Adquisición de Datos+Manejo de Datos: Los tres softwares forman parte del sistema SCADA. Compatible con los sistemas operativos Windows actuales. Simulación gráfica e intuitiva del proceso en la pantalla. Compatible con los estándares de la industria. Registro y visualización de todas las variables del proceso de forma automática y simultánea. Software flexible, abierto y multi-control, desarrollado con sistemas gráficos actuales de ventanas, actuando sobre todos los parámetros del proceso simultáneamente. Control PID analógico y digital. Menú para la selección del PID y del punto de consigna requeridos en todo el rango de trabajo. Manejo, manipulación, comparación y almacenamiento de los datos. Velocidad de muestreo hasta 250 KS/s (kilo muestras por segundo). Sistema de calibración de los sensores que intervienen en el proceso. Permite el registro del estado de las alarmas y de la representación gráfica en tiempo real. Análisis comparativo de los datos obtenidos, posterior al proceso y modificación de las condiciones durante el proceso. QRCC/CCSOF Software abierto, permitiendo al profesor modificar textos, instrucciones. Passwords del profesor y del alumno para facilitar el control del profesor sobre el alumno, y que permite el acceso a diferentes niveles de trabajo. Este equipo permite que los 30 alumnos de la clase puedan visualizar simultáneamente todos los resultados y la manipulación del equipo durante el proceso usando un proyector o una pizarra electrónica. 5 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. 6 Manuales: Este equipo se suministra con 8 manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Interface y Software de Control, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento, Calibración y Manual de Prácticas. Referencias de1 a 6 son los items principales: QRCC + QRCC/CIB + DAB + QRCC/CCSOF + Cables y Accesorios + Manuales están * incluidos en el suministro mínimo para permitir el funcionamiento completo. Accesorio opcional - QRCC-IF. Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA). Esta unidad es un sistema de Análisis de Inyección en Flujo con el que realizaremos mediciones del grado de conversión de la reacción de hidrólisis de la sacarosa de manera continua. Esta unidad proporciona un método fácil para la medición en línea de la concentración de sacarosa del producto final, eliminando la necesidad de realizar medidas manuales. La unidad también es útil para enseñar la técnica FIA y demostrar las ventajas de este método de medición en procesos continuos. Se compone de una bomba peristáltica de cuatro canales que impulsa las cantidades adecuadas del producto final junto con los reactivos para colorearlo. Posteriormente se hace pasar la solución por un reactor helicoidal para completar la mezcla. La última etapa de la unidad QRCC- IF es el paso de la reacción por la célula de medida del espectrofotómetro. Especificaciones: Bomba peristáltica de 4 canales, 0,01-35 ml/min. por canal, controlada desde computador (PC). Válvula de inyección de 6 vías. Reactor helicoidal. Célula de medida de continuo para el espectrofotómetro. Dimensiones: 500 x 500 x 350 mm. aprox. Peso: 15 Kg. aprox. Página 4

5 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS PARA REALIZAR CON LOS ITEMS PRINCIPALES 1.- Estudio de los principios de los reactores catalíticos de lecho fijo. 2.- Efecto de la variación del tamaño de partículas en la eficacia de un reactor de lecho fijo. 3.- Comparación de la catálisis química y biológica (enzimática). 4.- Comprobar cómo influyen las distintas variables (caudal de alimento, temperatura de la reacción, concentración de los reactivos) en el resultado final obtenido. 5.- Calibración del espectrofotómetro. 6.- Manejo de espectrofotómetro y análisis del producto. 7.- Estudio de la técnica y de los principios del Análisis por Inyección en Flujo FIA (con el accesorio opcional QRCC-IF). 8.- Estudio de la reproducibilidad y la sensibilidad del método de análisis FIA como función del caudal y la concentración de la muestra (con el accesorio opcional QRCC-IF). Posibilidades prácticas adicionales para ser realizadas por el cliente final: 16.- El Sistema de Control desde Computador con SCADA y Control PID permiten una simulación industrial real Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y de software Este equipo puede usarse para realizar investigación aplicada Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica Control del proceso del equipo QRCC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo QRCC. - Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. 9.- Calibración de los sensores Estudio de la catálisis en estado estable e inestable Caracterización de flujo en un lecho fijo Balances de masa Determinación de la cinética de estado estable y de estado inestable de un reactor catalítico de lecho fijo. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 14.- Varios alumnos pueden visualizar simultáneamente los resultados. Visualizar todos los resultados en la clase, en tiempo real, por medio de un proyector o una pizarra electrónica Control Abierto, Multicontrol y Control en Tiempo Real. Este equipo permite intrínsecamente y/o extrínsecamente cambiar en tiempo real el span, la ganancia; los parámetros proporcional, integral y derivativo, etc. SERVICIOS REQUERIDOS -Suministro eléctrico: monofásico, 220 V./50Hz. ó 110V./60Hz. -Agua para llenar el baño termostático. -Computador (PC). DIMENSIONES Y PESOS QRCC: Equipo: -Dimensiones: 650 x 700 x 800 mm. aprox. -Peso: 50 Kg. aprox. Espectrofotómetro: -Dimensiones: 470 x 380 x 140 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. Caja-Interface de Control: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. - QRCC-IF. Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA). ACCESORIO OPCIONAL VERSIONES DISPONIBLES Ofrecido en este catálogo: -QRCC. Reactores Catalíticos, Controlados desde Computador (PC). Ofrecido en otro catálogo: -QRCB. Reactores Catalíticos. Página 5

6 PRINCIPALES PANTALLAS DEL SOFTWARE SCADA y Control PID Pantalla principal I II IV V III Main screen I Controles principales. II Displays de los sensores, valores en tiempo real, y parámetros extra de salida. Sensores: ST= Sensor de temperatura. III Controles de los actuadores. Actuadores: AR= Resistencia de calentamiento. AB=Bomba. IV Selección de canales y otros parámetros para la configuración de las gráficas. V Displays de las gráficas en tiempo real. C= Concentración. Continúa... Página 6

7 Principales Pantallas del Software Software de Calibración de los Sensores El profesor y los estudiantes pueden calibrar el equipo, utilizando una clave. El profesor puede recuperar su propia calibración, usando la clave. Página 7

8 ALGUNOS RESULTADOS TÍPICOS Se pueden representar los diferentes datos recogidos por los sensores frente al tiempo. Mediante un potenciómetro se puede controlar el caudal de reactivo a introducir en los diferentes reactores (bomba AB-2). Dicho caudal es visualizado teniendo en cuenta los pulsos de la bomba peristáltica. Continúa... Página 8

9 Algunos resultados típicos El resultado de la concentración de glucosa obtenida a partir de la hidrólisis de la sacarosa es obtenido mediante un espectrofotómetro, visualizando a través del software la absorbancia y la transmitancia de dicha solución resultado de la reacción. El resultado de la concentración de glucosa obtenida a partir de la hidrólisis de la sacarosa puede ser obtenida directamente a través del software mediante una calibración previa con disoluciones de glucosa de concentración conocida, siguiendo el procedimiento de calibración de sensores. Continúa... Página 9

10 Algunos resultados típicos El control de la temperatura de calentamiento de los reactores se realiza mediante un control PID. Cuando se alcanza la temperatura objetivo en el sensor de temperatura (ST-1) la resistencia se apaga. De esta forma se puede estudiar la influencia de dicha temperatura de calentamiento en el resultado final de la reacción. El gráfico de evolución nos permite la comparación de la respuesta del PID (resistencia de calentamiento AR-1) frente a la consigna (sensor de temperatura ST-1). Página 10

11 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS COMPLETAS (de los items opcionales) Adicionalmente a los items principales (del 1 al 6) anteriormente descritos, podemos ofrecer, como opcionales, otros items del 7 al 12. Todos estos items tratan de proporcionar más posibilidades para: a) Configuración Industrial. (PLC) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional. (CAI y FSS) c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior. (CAL) d) Opciones de Expansiones Multipuesto. (Mini ESN y ESN) a) Configuración Industrial 7 PLC. Control Industrial usando PLC (incluye el Modulo PLC-PI más el Software de Control PLC-SOF): -PLC-PI. Módulo PLC: Caja metálica. Diagrama del circuito en el panel frontal del módulo. Panel frontal: Bloque de entradas digitales (X) y salidas digitales (Y): 16 entradas digitales, activadas por interruptores y 16 LEDs de confirmación (rojos). 14 salidas digitales (a través de conector SCSI) con 14 LEDs de aviso (verdes). Bloque de entradas analógicas: 16 entradas analógicas (-10 V. a + 10 V.) ( a través de conector SCSI). Bloque de salidas analógicas: 4 salidas analógicas (-10 V. a+ 10 V.) (a través de conector SCSI). Pantalla táctil: Alta visibilidad y múltiples funciones. Funciones de recetas, display gráfico y mensajes desplazables. Listado de alarmas. Función multilenguaje. Fuentes True type. Panel trasero: Conector de suministro eléctrico. Fusible de 2A. Conector RS-232 a computador (PC). Conector USB 2.0 a computador (PC). Interior: Salidas: 24 Vcc, 12 Vcc, -12 Vcc, 12 Vcc variable. PLC Panasonic: Alta velocidad de procesos de 0,32 s. por instrucci ón básica. Capacidad de programa de 32 K pasos. Entrada de alimentación (100 a 240 V CA). Entrada CC: 16 (24 V CC). Salida relé: 14. Contador de alta velocidad. Control PID multi-punto. Módulos Panasonic de entradas/salidas digitales y entradas/salidas analógicas. Cable de comunicación RS232 a computador (PC). Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. Peso: 30 Kg. aprox. -QRCC/PLC-SOF. Software de Control del PLC: Para este equipo en particular, siempre incluido con el suministro del PLC. El software se ha diseñado usando Labview y sigue el procedimiento de funcionamiento del equipo y conectado con la Caja-Interface de Control utilizada en los Reactores Catalíticos Controlados desde Computador (QRCC). Caja-Interface de Control Tarjeta de Adquisición de Datos Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos Equipo CONTROL PLC 1.- Control del proceso del equipo QRCC a través de la interface de control, sin el computador. 2.- Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo QRCC. 3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo QRCC. 4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo QRCC. 5.- Realización de diferentes experimentos, de forma automática, sin tener delante el equipo. (Este experimento puede ser decidido previamente). 6.- Simulación de acciones externas en los casos en que no existan elementos hardware. (Por ejemplo: test de depósitos complementarios, entorno industrial complementario al proceso a estudiar, etc.). 7.- Uso general y manipulación del PLC. 8.- Aplicación del proceso del PLC para el equipo QRCC. PLC-PI. Módulo PLC. Prácticas para ser realizadas con PLC-PI: Página 11 PLC-SOF. Software de Control 9.- Estructura del PLC Configuración de las entradas y salidas del PLC Posibilidades de configuración del PLC Lenguajes de programación del PLC Diferentes lenguajes estándar de programación del PLC Nueva configuración y desarrollo de nuevos procesos Manejo de un proceso establecido Observar y ver los resultados y realizar comparaciones con el proceso del equipo QRCC Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo QRCC Ejercicios de programación del PLC Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del profesor y del alumno.

12 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 8 QRCC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). Este completo paquete incluye dos Softwares: INS/SOF. Software de Administración de la Clase (Software del Instructor) y QRCC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno). Este software es opcional y puede usarse adicionalmente a los items (1 a 6). Este completo paquete consta del Software del Instructor (INS/SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (QRCC/SOF). Ambos están interconectados para que el Profesor conozca, en todo momento, cual es el conocimiento teórico y práctico de los alumnos. Éstos, por otra parte, tienen un instructor virtual que les ayuda a manejar toda la información correspondiente al área de estudio. - INS/SOF. Software de Administración de la Clase (Software del Instructor): El Instructor puede: Organizar a los alumnos por clases y grupos. Crear fácilmente nuevas entradas o eliminarlas. Crear bases de datos con información del alumno. Analizar los resultados y realizar estadísticas comparativas. Imprimir informes. Desarrollar sus propios exámenes. Detectar los progresos y dificultades del alumno....y muchas otras facilidades. - QRCC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno): Software del Instructor Software del Alumno Explica como usar el equipo, como realizar los experimentos y qué hacer en cualquier momento. Este Software contiene: Teoría. Ejercicios. Prácticas guiadas. Exámenes. Para más información ver el catálogo de CAI. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/cai.pdf 9 QRCC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. El Sistema de Simulación de Fallos (FSS) es un paquete de software que simula diferentes fallos en cualquier Equipo Controlado desde Computador de EDIBON, siendo muy útil para el nivel de Educación Técnica y Vocacional. Ejemplo de algunas pantallas El modo "FAULTS" consiste en provocar una serie de fallos en el funcionamiento normal del equipo. El alumno debe encontrarlos y solucionarlos. Hay varios tipos de fallos, que se pueden englobar en los siguientes bloques: Fallos que afectan a las medidas de los sensores: - Se aplica una calibración incorrecta. - No-linealidad. Fallos que afectan a los actuadores: - Intercambio de canales de los actuadores en algún momento de la ejecución del programa. - Reducción de la respuesta de un actuador. Fallos en la ejecución de los controles: - Inversión de la actuación en controles ON/OFF. - Reducción o aumento de la respuesta total calculada. - Se anula la acción de algunos controles. Fallos on/off: - Se pueden incluir diferentes fallos on/off. Para más información ver el catálogo de FSS. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/fss.pdf Página 12

13 10 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior QRCC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados). Este Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (CAL) está basado en Windows. Es sencillo y muy fácil de usar, específicamente desarrollado por EDIBON. Es un software muy útil para el nivel de Educación Superior. En clase CAL ayuda a realizar los cálculos necesarios para sacar las conclusiones correctas de los datos obtenidos durante la realización de las prácticas y experimentos. CAL realizará los cálculos. CAL computa los valores de todas las variables que intervienen. Permite la opción de representaciones gráficas e impresión de resultados. Entre las opciones de gráficas, cualquier variable se puede representar contra cualquier otra. Gran variedad de representaciones gráficas. Ofrece una gran variedad de información tal como el valor de constantes, factores de conversión de unidades y tablas de derivadas e integrales. Cálculos Información del valor de las constantes, factores de conversión de unidades y tablas de derivadas e integrales Para más información ver el catálogo de CAL. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/cal.pdf Opciones de representación gráfica 11 Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. d) Opciones de Expansiones Multipuesto El sistema Mini Scada-Net de EDIBON (Mini ESN) permite que hasta 30 alumnos trabajen simultáneamente con un Equipo Didáctico en cualquier laboratorio. Es útil tanto en Educación Superior como en Educación Técnica y Vocacional. El sistema Mini ESN consiste en la adaptación de cualquier Equipo Controlado desde Computador con SCADA y Control PID de EDIBON, conectado en una red local. Este sistema permite ver/controlar el equipo de forma remota desde cualquier computador (PC) de la red en la clase, a través del computador principal conectado al equipo. Así pues, el número de posibles usuarios trabajando con el mismo equipo es superior a la forma de trabajo más usual (a menudo sólo uno). Características principales: - Permite hasta 30 alumnos trabajar simultáneamente con el Equipo Controlado desde Computador con SCADA y Control PID de EDIBON, conectado en red local. - Control abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real +Multipuesto. - El instructor controla y explica a todos los alumnos al mismo tiempo. - Cualquier usuario/alumno puede trabajar realizando control/ multicontrol y visualización en tiempo real. - El instructor puede ver en el computador (PC) lo que está realizando cualquier usuario/alumno en el equipo. - Comunicación continua entre el instructor y todos los usuarios/ alumnos conectados. Ventajas principales: - Permite una comprensión más fácil y más rápida. - Este sistema le permite ahorrar tiempo y gastos. - Expansiones futuras con más equipos de EDIBON. Para más información ver el catálogo de Mini ESN. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/mini-esn.pdf Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON Reactores Catalíticos (QRCC) Caja- Interface de Control 30 Puestos de Alumno Computador del Instructor CONTROL ABIERTO + MULTICONTROL + CONTROL EN TIEMPO REAL + MULTIPUESTO RED LOCAL 1 EQUIPO = hasta 30 ALUMNOS pueden trabajar simultáneamente Software de Control desde Computador: Control + Adquisición de Datos + Manejo de Datos Software Mini Scada-Net Nota: El sistema Mini ESN puede ser usado con cualquier equipo controlado desde computador de EDIBON. 12 ESN. Sistema Scada-Net de EDIBON. Este equipo puede integrarse, en un futuro, en un Laboratorio Completo con varios equipos y varios alumnos. Para más información ver el catálogo de ESN. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/units/chemicalengineering/esn-chemicalengineering/esn-chemical_engineering.pdf Página 13

14 INFORMACIÓN DE PEDIDO El suministro mínimo siempre incluye: 1 Equipo: QRCC. Reactores Catalíticos. 2 QRCC/CIB. Caja-Interface de Control. 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos. 4 QRCC/CCSOF. Software de Control y Control PID + Adquisición de Datos + Manejo de Datos. 5 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. 6 Manuales. Items principales (siempre incluidos en el suministro) * IMPORTANTE: Bajo QRCC nosotros siempre suministramos todos los elementos para un funcionamiento inmediato: 1, 2, 3, 4, 5 y 6. Items opcionales (suministrados bajo petición específica) a) Configuración Industrial 7 PLC. Control Industrial usando PLC (incluye el Módulo PLC-PI más el Software de Control PLC-SOF): - PCL-PI. Módulo PLC. - QRCC/PLC-SOF. Software de Control del PLC. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 8 QRCC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). 9 QRCC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior 10 QRCC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados) d) Opciones de Expansiones Multipuesto Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. ESN. Sistema Scada-Net de EDIBON. Página 14

15 1 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales) Equipo QRCC: Equipo de sobremesa. Estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado. Principales elementos metálicos en acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Dos vasos de precipitados de cristal, de 2 litros de capacidad, para la disolución inicial y el producto final. Reactores: Dos reactores de lecho fijo para catálisis química, con una parte activa compuesta por resinas de intercambio iónico ácido. Un reactor de lecho fijo para la catálisis biológica (enzimática). (Se recomienda el uso con una enzima inmovilizada). Diámetro de los reactores: 50mm. Altura de los reactores: 160mm Material: vidrio, con una cubierta de metacrilato para protección. Baño termostático, con resistencia de calentamiento de 600W, con control PID desde computador (PC). Un suministro de agua caliente a las camisas de los reactores permite el control automático de la temperatura de la reacción según el valor preestablecido. Bomba peristáltica con velocidad regulable, controlada desde computador (PC), que permite variar el caudal de alimento entre 0 y 32 ml/min. 5 Sensores de temperatura, tipo J, localizados en los puntos adecuados del sistema. Espectrofotómetro, con control desde computador (PC), para el análisis del producto final, y medidas de absorbancia: Rango de longitud de onda: nm. Paso de banda: 5 nm. Todos los circuitos eléctricos están protegidos por dispositivos de protección apropiados. El equipo completo incluye también: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real y Control PID. Control Abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real. Software de Control EDIBON específico, basado en Labview. Tarjeta de Adquisición de Datos de National Instruments (250 KS/s, kilo muestras por segundo). Ejercicios de calibración, incluidos, que enseñan al usuario cómo calibrar un sensor y la importancia de comprobar la precisión de los sensores antes de realizar las mediciones. Compatibilidad del equipo con un proyector y/o una pizarra electrónica, que permiten explicar y demostrar el funcionamiento del equipo a toda la clase al mismo tiempo. Preparado para realizar investigación aplicada, simulación industrial real, cursos de formación, etc. El usuario puede realizar las prácticas controlando el equipo a distancia, y además es posible realizar el control a distancia por el departamento técnico de EDIBON. El equipo es totalmente seguro, ya que dispone de 4 sistemas de seguridad (mecánico, eléctrico, electrónico y por software). Diseñado y fabricado bajo varias normas de calidad. Software opcional CAL, que ayuda al usuario a realizar los cálculos e interpretar los resultados. Este equipo se ha diseñado para poder integrarse en futuras expansiones. Una expansión típica es el Sistema SCADA NET de EDIBON (ESN) que permite trabajar simultáneamente a varios estudiantes con varios equipos en una red local. Accesorio opcional (NO incluido en el suministro): - QRCC-IF. Unidad de Análisis de Inyección en Flujo (FIA). 2 QRCC/CIB. Caja-Interface de Control: La Caja-Interface de Control forma parte del sistema SCADA. Caja-Interface de Control con diagrama del proceso en el panel frontal. Los elementos de control del equipo están permanentemente controlados desde el computador. Visualización simultánea en el computador de todos los parámetros que intervienen en el proceso. Calibración de todos los sensores que intervienen en el proceso. Representación en tiempo real de las curvas de las respuestas del sistema. Todos los valores de los actuadores pueden ser cambiados en cualquier momento desde el teclado, permitiendo el análisis de las curvas y respuestas del proceso completo. Señales protegidas y filtradas para evitar interferencias externas. Control PID en tiempo real con flexibilidad de modificaciones de los parámetros PID desde el teclado del computador, en cualquier momento durante el proceso. Control PID en tiempo real de los parámetros que intervienen en el proceso simultáneamente. Control proporcional, control integral y control derivativo, basado en la fórmula matemática real del PID, mediante cambio de los valores, en cualquier momento, de las tres constantes de control (constantes proporcional, integral y derivativa). Control abierto permitiendo modificaciones, en cualquier momento y en tiempo real, de los parámetros que intervienen en el proceso, simultáneamente. Tres niveles de seguridad, uno mecánico en el equipo, otro electrónico en la interface de control y el tercero en el software de control. 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos: La Tarjeta de Adquisición de Datos forma parte del sistema SCADA. Tarjeta de Adquisición de Datos PCI (National Instruments) para ser alojada en un slot del computador. Entrada analógica: Canales= 16 single-ended ú 8 diferenciales. Resolución=16 bits, 1 en Velocidad de muestreo hasta: 250 KS/s (kilo muestras por segundo). Salida analógica: Canales=2. Resolución=16 bits, 1 en Entrada/Salida digital: Canales=24 entradas/salidas. 4 QRCC/CCSOF. Software de Control y Control PID + Adquisición de Datos + Manejo de Datos: Los tres softwares forman parte del sistema SCADA. Compatible con los estándares de la industria. Software flexible, abierto y multi-control, desarrollado con sistemas gráficos actuales de ventanas, actuando sobre todos los parámetros del proceso simultáneamente. Control PID analógico y digital. Menú para la selección del PID y del punto de consigna requeridos en todo el rango de trabajo. Manejo, manipulación, comparación y almacenamiento de los datos. Velocidad de muestreo hasta 250 KS/s (kilo muestras por segundo). Sistema de calibración de los sensores que intervienen en el proceso. Permite el registro del estado de las alarmas y de la representación gráfica en tiempo real. Software abierto, permitiendo al profesor modificar textos, instrucciones. Passwords del profesor y del alumno para facilitar el control del profesor sobre el alumno, y que permite el acceso a diferentes niveles de trabajo. Este equipo permite que los 30 alumnos de la clase puedan visualizar simultáneamente todos los resultados y la manipulación del equipo durante el proceso usando un proyector o una pizarra electrónica. 5 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. 6 Manuales: Este equipo se suministra con 8 manuales: Servicios requeridos, Montaje e Instalación, Interface y Software de Control, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento, Calibración y Manual de Prácticas. Página 15

16 Especificaciones de concurso (de los items principales) Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales 1.- Estudio de los principios de los reactores catalíticos de lecho fijo. 2.- Efecto de la variación del tamaño de partículas en la eficacia de un reactor de lecho fijo. 3.- Comparación de la catálisis química y biológica (enzimática). 4.- Comprobar cómo influyen las distintas variables (caudal de alimento, temperatura de la reacción, concentración de los reactivos) en el resultado final obtenido. 5.- Calibración del espectrofotómetro. 6.- Manejo de espectrofotómetro y análisis del producto. 7.- Estudio de la técnica y de los principios del Análisis por Inyección en Flujo FIA (con el accesorio opcional QRCC-IF). 8.- Estudio de la reproducibilidad y la sensibilidad del método de análisis FIA como función del caudal y la concentración de la muestra (con el accesorio opcional QRCC-IF). Posibilidades prácticas adicionales para ser realizadas por el cliente final: 9.- Calibración de los sensores Estudio de la catálisis en estado estable e inestable Caracterización de flujo en un lecho fijo Balances de masa Determinación de la cinética de estado estable y de estado inestable de un reactor catalítico de lecho fijo. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 14.- Varios alumnos pueden visualizar simultáneamente los resultados. Visualizar todos los resultados en la clase, en tiempo real, por medio de un proyector o una pizarra electrónica Control Abierto, Multicontrol y Control en Tiempo Real. Este equipo permite intrínsecamente y/o extrínsecamente cambiar en tiempo real el span, la ganancia; los parámetros proporcional, integral y derivativo, etc El Sistema de Control desde Computador con SCADA y Control PID permiten una simulación industrial real Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y de software Este equipo puede usarse para realizar investigación aplicada Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica Control del proceso del equipo QRCC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo QRCC. - Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. Página 16

17 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items opcionales) a) Configuración industrial 7 PLC. Control Industrial usando PLC (incluye el Módulo PLC-PI más el Software de Control PLC-SOF): -PLC-PI. Modulo PLC: Caja metálica. Diagrama del circuito en el panel frontal del módulo. Bloque de entradas digitales (X) y salidas digitales (Y): 16 entradas digitales. 14 salidas digitales. Bloque de entradas analógicas: 16 entradas analógicas. Bloque de salidas analógicas: 4 salidas analógicas. Pantalla táctil. PLC Panasonic: Alta velocidad de procesos de 0,32 s. Capacidad de programa de 32K pasos. Contador de alta velocidad. Control PID multi-punto. Módulos Panasonic de entradas/salidas digitales y entradas/salidas analógicas. -QRCC/PLC-SOF. Software del Control del PLC: Para este equipo en particular, siempre incluido con el suministro del PLC. Prácticas para ser realizadas con PLC-PI: 1.- Control del proceso del equipo QRCC a través de la interface de control, sin el computador. 2.- Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo QRCC. 3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo QRCC. 4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo QRCC. 5.- Realización de diferentes experimentos, de forma automática, sin tener delante el equipo. (Este experimento puede ser decidido previamente). 6.- Simulación de acciones externas en los casos en que no existan elementos hardware. (Por ejemplo: test de depósitos complementarios, entorno industrial complementario al proceso a estudiar, etc.). 7.- Uso general y manipulación del PLC. 8.- Aplicación del proceso del PLC para el equipo QRCC. 9.- Estructura del PLC Configuración de las entradas y salidas del PLC Posibilidades de configuración del PLC Lenguajes de programación del PLC Diferentes lenguajes estándar de programación del PLC Nueva configuración y desarrollo de nuevos procesos Manejo de un proceso establecido Observar y ver los resultados y realizar comparaciones con el proceso del equipo QRCC Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo QRCC Ejercicios de programación del PLC Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del profesor y del alumno. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 8 QRCC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). Este completo paquete consta del Software del Instructor (INS/SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (QRCC/SOF). - INS/SOF. Software de Administración de la Clase (Software del Instructor): El Instructor puede: Organizar a los alumnos por clases y grupos. Crear fácilmente nuevas entradas o eliminarlas. Crear bases de datos con información del alumno. Analizar los resultados y realizar estadísticas comparativas. Imprimir informes. Desarrollar sus propios exámenes. Detectar los progresos y dificultades del alumno. - QRCC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno): Explica como usar el equipo, como realizar los experimentos y qué hacer en cualquier momento. Este Software contiene: Teoría. Ejercicios. Prácticas guiadas. Exámenes. 9 QRCC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. El Sistema de Simulación de Fallos (FSS) es un paquete de software que simula diferentes fallos en cualquier Equipo Controlado desde Computador de EDIBON. El modo "FAULTS" consiste en provocar una serie de fallos en el funcionamiento normal del equipo. El alumno debe encontrarlos y solucionarlos. Hay varios tipos de fallos, que se pueden englobar en los siguientes bloques: Fallos que afectan a las medidas de los sensores: - Se aplica una calibración incorrecta. - No-linealidad. Fallos que afectan a los actuadores: - Intercambio de canales de los actuadores en algún momento de la ejecución del programa. - Reducción de la respuesta de un actuador. Fallos en la ejecución de los controles: - Inversión de la actuación en controles ON/OFF. - Reducción o aumento de la respuesta total calculada. - Se anula la acción de algunos controles. Fallos on/off: - Se pueden incluir diferentes fallos on/off. Página 17

18 10 11 Especificaciones de concurso (de los items opcionales) c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior QRCC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados). Este Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (CAL) está basado en Windows y es sencillo y muy fácil de usar. En clase CAL ayuda a realizar los cálculos necesarios para sacar las conclusiones correctas de los datos obtenidos durante la realización de las prácticas y experimentos. CAL realizará los cálculos. CAL computa los valores de todas las variables que intervienen. Permite la opción de representaciones gráficas e impresión de resultados. Entre las opciones de gráficas, cualquier variable se puede representar contra cualquier otra. Gran variedad de representaciones gráficas. Ofrece una gran variedad de información tal como el valor de constantes, factores de conversión de unidades y tablas de derivadas e integrales. d) Opciones de Expansiones Multipuesto Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. El sistema Mini Scada-Net de EDIBON (Mini ESN) permite que hasta 30 alumnos trabajen simultáneamente con un Equipo Didáctico en cualquier laboratorio. El sistema Mini ESN consiste en la adaptación de cualquier Equipo Controlado desde Computador con SCADA y Control PID de EDIBON, conectado en una red local. Este sistema permite ver/controlar el equipo de forma remota desde cualquier computador (PC) de la red en la clase, a través del computador principal conectado al equipo. Características principales: - Permite hasta 30 alumnos trabajar simultáneamente con el Equipo Controlado desde Computador con SCADA y Control PID de EDIBON, conectado en red local. - Control abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real + Multipuesto. - El instructor controla y explica a todos los alumnos al mismo tiempo. - Cualquier usuario/alumno puede trabajar realizando control/multicontrol y visualización en tiempo real. - El instructor puede ver en el computador (PC) lo que está realizando cualquier usuario/alumno en el equipo. - Comunicación continua entre el instructor y todos los usuarios/alumnos conectados. Ventajas principales: - Permite una comprensión más fácil y más rápida. - Este sistema le permite ahorrar tiempo y gastos. - Expansiones futuras con más equipos de EDIBON. El sistema básicamente consistirá en: El sistema se usa con un Equipo Controlado desde Computador (PC). - Computador (PC) del Instructor. - Computadores (PCs) de los Alumnos. - Red local. - Adaptación del Equipo-Interface de Control. - Adaptación del Software del Equipo. - Webcam. - Software Mini ESN para el control de todo el sistema. - Cables y accesorios requeridos para un funcionamiento normal. * Especificaciones sujetas a cambio sin previo aviso, debido a la conveniencia de mejoras del producto. REPRESENTANTE: C/ Del Agua, 14. Polígono Industrial San José de Valderas LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA. Tl.: FAX: edibon@edibon.com WEB site: Edición: ED02/13 Fecha: Agosto/2013 Página 18