TTVC. Turbina de Vapor Controlada desde Computador (PC), con SCADA. Equipamiento Didáctico Técnico. Características importantes:

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1 Equipamiento Didáctico Técnico Turbina de Vapor Controlada desde Computador (PC), con SCADA TTVC Sistema SCADA de EDIBON Técnica de Enseñanza usada Caja-Interface de Control Cables y Accesorios Manuales 3 Tarjeta de Adquisición de Datos 4 Computador (no incluido Software para: en el suministro) - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos *El suministro mínimo siempre incluye: (Computador no incluido en el suministro) 1 Equipo: TTVC. Turbina de Vapor Características importantes: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real. 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 9.-Termodinámica y Termotecnia 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 y Miembro de Worlddidac

2 INTRODUCCIÓN Una turbina de vapor es un mecanismo que extrae la energía térmica del vapor presurizado y la emplea para obtener trabajo mecánico en su rotación del eje. La turbina tiene varios álabes que giran cuando el vapor pasa a través de ellos; dicho vapor es forzado para que pase a alta velocidad a través de ellos. El vapor se expande y se enfría cuando pasa a través de los álabes de la turbina de vapor cediendo, como máximo, la energía que contiene originalmente. Estas turbinas utilizan vapor a alta presión para girar los generadores de electricidad, por lo que deben de girar muy rápido. La Turbina de Vapor Controlada desde Computador (PC) TTVC permite estudiar, junto con un generador de vapor, una planta de potencia de vapor. DESCRIPCIÓN GENERAL La Turbina de Vapor Controlada desde Computador (PC) TTVC consiste en una turbina de vapor de impulso de una etapa. Dispone de un inyector, un freno, un condensador refrigerado por agua, mecanismos de seguridad y todos los controles e instrumentación necesarios. El vapor pasa a través de dos válvulas solenoides, controladas por computador (PC) y montadas en serie por seguridad, antes de entrar al inyector. El vapor pasa a través del inyector con un ángulo de incidencia de 20º, a los álabes de la turbina generando un trabajo sobre ellos y provocando el giro de la turbina. En función de la energía del vapor, se tendrá más o menos trabajo en la turbina. Después de pasar a través de la turbina, el vapor se expande y se recoge en el condensador. El vapor se condensa por un serpentín a través del cual circula agua fría. La turbina se carga utilizando un freno, que gira solidario junto al eje de la turbina, para medir el par. El freno se desplaza contra una cinta, que se tensa mediante un tornillo manual para variar el par. A la salida del condensador se dispone de una válvula solenoide, la cuál al cerrar nos permite, junto con un sensor de nivel, condensar un volumen conocido en un tiempo determinado y así conocer el caudal de vapor. Las presiones, las temperaturas, el caudal de agua de refrigeración y la velocidad del eje de la turbina se miden mediante sensores, la fuerza del freno se mide mediante un sensor de fuerza (célula de carga) y el caudal de vapor. La instrumentación permite medir el par del freno, junto con la potencia mecánica, el flujo másico de vapor y el consumo de vapor del equipo. El equipo está equipado con mecanismos de seguridad: un presostato y una válvula de seguridad para el condensador y pantallas protectoras de PMMA. Para trabajar con el equipo TTVC es necesario disponer de un generador de vapor. Dicho generador debe tener una producción de vapor de 8 Kg/h a una presión mínima de 6 bares. EDIBON puede ofrecer su Generador de Vapor (TGV-6KWA), adecuado para trabajar con este equipo. 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, Adquisición de Datos y Manejo 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 2 actuadores y 11 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 y 11. Permítanos describir primero los items principales (1 a 6): 1 Equipo TTVC: Equipo montado sobre una estructura de aluminio anodizado y paneles de acero pintado. Principales elementos metálicos de acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. El equipo incluye: Turbina de vapor: Turbina de vapor de impulso de flujo axial de una etapa montada en un eje vertical. Diámetro: 82 mm. Ángulo de incidencia del inyector: 20º. Número de álabes: 30. Máxima velocidad: r.p.m. Potencia máxima: 15 W. Freno: Fricción por medio de una cinta. Radio efectivo: 25 mm. Condensador: Cámara de vidrio vertical. Incluye un serpentín a través del que circula el agua fría. 2 Válvulas solenoides controladas desde computador (PC), situadas en la línea de entrada del vapor y montadas en serie para seguridad del sistema. Válvula solenoide controlada desde computador (PC), para evacuar el vapor Equipo TTVC condensado en el condensador. 3 Válvulas de regulación para regular la entrada de vapor, la salida de condensado y el agua de refrigeración. Instrumentación: 2 Sensores de presión: uno situado en la línea de entrada del vapor (rango: 0-10 bar) y el otro situado en la parte superior del condensador (rango: -1 a 1,6 bar). Sensor de fuerza (célula de carga) para medir la fuerza del freno, rango: 0-20 N. Sensor de velocidad para medir la velocidad del eje de la turbina, rango: rpm. Sensor de caudal para medir el caudal de agua de refrigeración, rango: 0,25-6,5 l./min. Sensor de nivel para medir el volumen de vapor condensado en el condensador. 5 Sensores de temperatura de tipo J. Están situados en la línea de entrada del vapor, en la parte superior e inferior del condensador y en la línea de entrada y salida del agua de condensación. La instrumentación permite medir el par de freno, potencia de la turbina, flujo másico de vapor y el calor específico (kilogramos necesarios para obtener un kilowatio). El equipo está equipado con mecanismos de seguridad: un presostato, una válvula de seguridad para el condensador y pantallas protectoras de PMMA. El equipo completo incluye también: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real. 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. Página 3

4 Especificaciones Técnicas Completas (de los items principales) 2 TTVC/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. TTVC/CIB 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 en tiempo real con flexibilidad de modificaciones de los parámetros desde el teclado del computador, en cualquier momento durante el proceso. Control en tiempo real para bombas, compresores, resistencias, válvulas de control, etc. Control en tiempo real de los parámetros que intervienen en el proceso simultáneamente. 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 Express (National Instruments) para ser alojada en un slot del computador. Bus PCI Express. 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. Salida analógica: DAB Número de canales=2. Resolución=16 bits, 1 en Máx. velocidad de salida hasta: 900 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 100 Mhz. Temporización: Contador/temporizadores=4. Resolución: Contador/temporizadores: 32 bits. 4 TTVC/CCSOF. Software de Control + 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. 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. 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. TTVC/CCSOF 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: TTVC + TTVC/CIB + DAB + TTVC/CCSOF + Cables y Accesorios + Manuales están * incluidos en el suministro mínimo para permitir el funcionamiento completo. Página 4

5 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS PARA REALIZAR CON LOS ITEMS PRINCIPALES 1.- Identificación y familiarización con todos los componentes del equipo. 2.- Estudio y familiarización con las turbinas. 3.- Cálculo del caudal. 4.- Determinación de par de torsión, potencia y consumo específico de vapor cuando opera a presión de ingreso constante pero presiones de escape variables. 5.- Determinación de par de torsión, potencia y consumo específico de vapor cuando opera a presión de escape constante pero presiones de ingreso variables. 6.- Determinación de las pérdidas friccionales de la turbina. 7.- Determinación de la eficiencia de la turbina. 8.- Determinación de la relación calor-potencia a varias presiones de escape. Posibilidades prácticas adicionales para ser realizadas por el cliente final: 9.- Calibración de sensores Estudio de las curvas de operación de las turbinas Estudio del Ciclo de Rankine Representación de la evolución temporal de la velocidad angular Determinación de la deceleración angular Representación de la deceleración angular, par de fricción y potencia de fricción frente a la velocidad angular Representación del par de torsión, potencia del eje y consumo de vapor frente a la velocidad angular (para diferentes presiones de salida) Representación del flujo másico frente a la presión del condensador (para diferentes presiones de salida) Representación del par de torsión, potencia del eje y consumo de vapor frente a la velocidad angular (para diferentes presiones de entrada). SERVICIOS REQUERIDOS -Suministro eléctrico: monofásico, 220V./50Hz ó 110V./60Hz. -Suministro de agua. -Suministro de vapor (generador de vapor de EDIBON TGV-6KWA, ó similar). -Computador (PC). -Cronómetro. -Probeta milimetrada Representación del flujo másico frente a la presión del condensador (para diferentes presiones de entrada) Determinación de la eficiencia isentrópica Determinación de la eficiencia térmica. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 21.- 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 permite 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 TTVC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TTVC. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. TTVC: DIMENSIONES Y PESOS Equipo: -Dimensiones: 700 x 600 x 800 mm. aprox. -Peso:60 Kg. aprox. Caja-Interface de Control: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. Página 5

6 PRINCIPALES PANTALLAS DEL SOFTWARE SCADA Pantalla principal II I IV V III I II Controles principales. Displays de los sensores, valores en tiempo real, y parámetros extra de salida. Sensores: ST= Sensor de temperatura. SC= Sensor de caudal. SP= Sensor de presión. SF= Sensor de fuerza. SV= Sensor de velocidad. SN= Sensor de nivel. III Controles de los actuadores. Actuador: AVS= Válvula solenoide. IV Selección de canales y otros parámetros para la configuración de las gráficas. V Displays de las gráficas en tiempo real. Software de Calibración de los Sensores Ejemplos de pantallas El profesor y los estudiantes pueden calibrar el equipo, utilizando una clave. El profesor puede recuperar su propia calibración, usando la clave. Página 6

7 ALGUNOS RESULTADOS REALES OBTENIDOS CON ESTE EQUIPO Se puede trabajar de forma automática. La válvula solenoide de salida se abrirá cuando el condensador alcance un determinado nivel. Esto nos permite determinar el caudal de vapor. El software muestra los siguientes cálculos: par de freno, potencia de la turbina, flujo másico de vapor y el calor específico (kilogramos de vapor necesarios para obtener un kilovatio). Página 7 Continúa...

8 Algunos resultados reales obtenidos con este equipo Curva característica de la turbina. Potencia-Velocidad. Curva característica de la turbina. Par-Velocidad. Página 8

9 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 11. Todos estos items tratan de proporcionar más posibilidades para: a) Configuración para Educación Técnica y Vocacional. (CAI y FSS) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior. (CAL) c) Opciones de Expansiones Multipuesto. (Mini ESN y ESN) a) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 7 TTVC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). Este completo paquete de software incluye dos Softwares: INS/SOF. Software de Administración de la Clase (Software del Instructor) y TTVC/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 de software consta del Software del Instructor (INS/SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (TTVC/SOF). Ambos están interconectados para que el Profesor conozca, en todo momento, cual es el conocimiento teórico y práctico de los alumnos. - 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. Generar e imprimir informes. Detectar los progresos y dificultades del alumno....y muchas otras facilidades. Software del Instructor - TTVC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno): Explica cómo usar el equipo, cómo 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 Software del Alumno 8 TTVC/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 9

10 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior 9 TTVC/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 computa los valores de todas las variables que intervienen y realiza los cálculos. 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 10 Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. c) 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 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 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 Turbina de Vapor (TTVC) Caja- Interface de Control Computador 30 Puestos Central de Alumno 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. 11 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/thermodynamicsthermotechnics/esn-thermodynamics/esn-thermodynamics.pdf Página 10

11 INFORMACIÓN DE PEDIDO Items principales (siempre incluidos en el suministro) Items opcionales (suministrados bajo petición específica) El suministro mínimo siempre incluye: 1 Equipo: TTVC. Turbina de Vapor. 2 TTVC/CIB. Caja-Interface de Control. 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos. 4 TTVC/CCSOF. Software de Control + Adquisición de Datos + Manejo de Datos. 5 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. 6 Manuales. * IMPORTANTE: Bajo TTVC nosotros siempre suministramos todos los elementos para un funcionamiento inmediato: 1, 2, 3, 4, 5 y a) Configuración para Educación Técnica y Vocacional TTVC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). TTVC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior TTVC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados). c) Opciones de Expansiones Multipuesto Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. ESN. Sistema Scada-Net de EDIBON. Página 11

12 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales) 1 Equipo TTVC: Equipo montado sobre una estructura de aluminio anodizado y paneles de acero pintado. Principales elementos metálicos de acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. El equipo incluye: Turbina de vapor: Turbina de vapor de impulso de flujo axial de una etapa montada en un eje vertical. Diámetro: 82 mm. Ángulo de incidencia del inyector: 20º. Número de álabes: 30. Máxima velocidad: r.p.m. Potencia máxima: 15 W. Freno: Fricción por medio de una cinta. Radio efectivo: 25 mm. Condensador: Cámara de vidrio vertical. Incluye un serpentín a través del que circula el agua fría. 2 Válvulas solenoides controladas desde computador (PC), situadas en la línea de entrada del vapor y montadas en serie para seguridad del sistema. Válvula solenoide controlada desde computador (PC), para evacuar el vapor condensado en el condensador. 3 Válvulas de regulación para regular la entrada de vapor, la salida de condensado y el agua de refrigeración. Instrumentación: 2 Sensores de presión: uno situado en la línea de entrada del vapor (rango: 0-10 bar) y el otro situado en la parte superior del condensador (rango: -1 a 1,6 bar). Sensor de fuerza (célula de carga) para medir la fuerza del freno, rango: 0-20 N. Sensor de velocidad para medir la velocidad del eje de la turbina, rango: rpm. Sensor de caudal para medir el caudal de agua de refrigeración, rango: 0,25-6,5 l./min. Sensor de nivel para medir el volumen de vapor condensado en el condensador. 5 Sensores de temperatura de tipo J. Están situados en la línea de entrada del vapor, en la parte superior e inferior del condensador y en la línea de entrada y salida del agua de condensación. La instrumentación permite medir el par de freno, potencia de la turbina, flujo másico de vapor y el calor específico (kilogramos necesarios para obtener un kilowatio). El equipo está equipado con mecanismos de seguridad: un presostato, una válvula de seguridad para el condensador y pantallas protectoras de PMMA. El equipo completo incluye también: Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real. 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 TTVC/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 en tiempo real con flexibilidad de modificaciones de los parámetros desde el teclado del computador, en cualquier momento durante el proceso. Control en tiempo real de los parámetros que intervienen en el proceso simultáneamente. 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 Express (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 TTVC/CCSOF. Software de Control + 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. 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 12

13 Especificaciones de concurso (de los items principales) Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales 1.- Identificación y familiarización con todos los componentes del equipo. 2.- Estudio y familiarización con las turbinas. 3.- Cálculo del caudal. 4.- Determinación de par de torsión, potencia y consumo específico de vapor cuando opera a presión de ingreso constante pero presiones de escape variables. 5.- Determinación de par de torsión, potencia y consumo específico de vapor cuando opera a presión de escape constante pero presiones de ingreso variables. 6.- Determinación de las pérdidas friccionales de la turbina. 7.- Determinación de la eficiencia de la turbina. 8.- Determinación de la relación calor-potencia a varias presiones de escape. Posibilidades prácticas adicionales para ser realizadas por el cliente final: 9.- Calibración de sensores Estudio de las curvas de operación de las turbinas Estudio del Ciclo de Rankine Representación de la evolución temporal de la velocidad angular Determinación de la deceleración angular Representación de la deceleración angular, par de fricción y potencia de fricción frente a la velocidad angular Representación del par de torsión, potencia del eje y consumo de vapor frente a la velocidad angular (para diferentes presiones de salida) Representación del flujo másico frente a la presión del condensador (para diferentes presiones de salida) Representación del par de torsión, potencia del eje y consumo de vapor frente a la velocidad angular (para diferentes presiones de entrada) Representación del flujo másico frente a la presión del condensador (para diferentes presiones de entrada) Determinación de la eficiencia isentrópica Determinación de la eficiencia térmica. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 21.- 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 permite 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 TTVC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TTVC. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. Página 13

14 7 TTVC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). Este completo paquete de software consta del Software del Instructor (INS/SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (TTVC/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. Generar e imprimir informes. Detectar los progresos y dificultades del alumno. - TTVC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno): Explica cómo usar el equipo, cómo realizar los experimentos y qué hacer en cualquier momento. Este Software contiene: Teoría. Ejercicios. Prácticas guiadas. Exámenes. ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items opcionales) a) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 8 TTVC/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. 9 TTVC/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 computa los valores de todas las variables que intervienen y realiza los cálculos. 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. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior Ofrece una gran variedad de información tal como el valor de constantes, factores de conversión de unidades y tablas de derivadas e integrales. Página 14

15 10 Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON. Especificaciones de concurso (de los items opcionales) c) 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. El sistema Mini ESN consiste en la adaptación de cualquier Equipo Controlado desde Computador con SCADA 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 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: ED02/15 Fecha: Octubre/2015 Página 15