Unidad de Extracción Sólido-Líquido Controlada desde Computador (PC), con SCADA y Control PID UESLC

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1 Equipamiento Didáctico Técnico Unidad de Extracción Sólido-Líquido Controlada desde Computador (PC), con SCADA y Control PID UESLC Sistema SCADA de EDIBON y CONTROL PID incluido Técnica de Enseñanza usada 2 Caja-Interface de Control 3 Tarjeta de Adquisición de Datos 4 Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos Computador (no incluido en el suministro) 5 6 Cables y Accesorios Manuales *El suministro mínimo siempre incluye: (Computador no incluido en el suministro) 1 Equipo: UESLC. Unidad de Extracción Sólido-Líquido 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 extracción es una operación básica de transferencia de materia basada en la disolución de uno o varios de los componentes de una mezcla, ya sea líquida o forme parte de un sólido, mediante un disolvente adecuado. En la extracción líquido-líquido la materia a extraer está en un líquido, y en la extracción sólido-líquido está en un sólido. La forma de llevar a cabo la extracción dependerá de la proporción del componente extraible, de la distribución de éste en el sólido, de la naturaleza del sólido y del tamaño de las partículas. El equipo UESLC permite un proceso de extracción sólido-líquido continuo en contracorriente, que es el más comúnmente usado en la Industria debido a que es el de mayor rendimiento. DESCRIPCIÓN UESLC es un equipo a escala de laboratorio diseñado para estudiar la separación de un componente soluble de un sólido por medio de un disolvente de forma continua multietapas y en contracorriente. El equipo utiliza un sistema de extractor giratorio, de alimentación continua con caudal en contracorriente y de múltiples etapas, del tipo habitualmente usado en aplicaciones industriales. Se pueden investigar los efectos de temperatura, múltiples etapas y velocidad de alimentación. El diseño del equipo está basado en la célula de extracción en rotación continua que se utiliza a escala industrial, denominada Rotocel. Es la parte principal del sistema de extracción sólido/líquido y está dividida en compartimentos. La materia prima se alimenta a estos compartimentos desde la tolva de entrada. El material pasa luego por debajo de tres difusores de disolvente y el producto disuelto se recoge en tres compartimentos de drenaje. Se proporcionan bombas para bombear el producto desde el compartimento de drenaje de una etapa al difusor de la etapa siguiente. Al final del proceso, el material portador agotado irá a un recipiente de recogida. El portador sólido puede ser un material ligero y poroso. Puede impregnarse con una sal, como bicarbonato sódico o bicarbonato potásico, que se extrae luego por el proceso. Este Equipo, Controlado desde Computador, se suministra con el Sistema EDIBON de Control desde Computador (SCADA), que incluye: Caja- Interface de Control Tarjeta de Adquisición de Datos Software de Control y Adquisición de Datos, para el control del proceso y de los diferentes parámetros. DIAGRAMA DEL PROCESO Y DISPOSICIÓN DE LOS ELEMENTOS 6 actuadores y 8 sensores controlados desde cualquier computador, y trabajando simultáneamente CONTROL ABIERTO MULTICONTROL CONTROL EN TIEMPO REAL Nota: ST= Sensor de temperatura. SCC= Sensor de conductividad. V= Válvula. Página 2

3 ESPECIFICACIONES Items incluidos en el suministro estándar Equipo UESLC: 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. Depósito de alimentación (líquido), capacidad: 9 litros. Depósito de producto (líquido), capacidad: 9 litros. Tolva de alimentación con tornillo sinfín (sólidos). Motor para tornillo sinfín. Recipiente principal giratorio de extracción con 8 celdas de extracción. Motor para la rotación del recipiente principal de extracción. Velocidad de rotación variable. 3 Difusores. Salida para producto sólido. 4 Sensores de conductividad, 3 escalas, rangos: 200 S 0.1 a S. 2 ms 0.2 a ms. 20 ms 2 a ms. * S: microsiemens ms: milisiemens. 4 Sensores de temperatura, tipo J. 3 Resistencias de calentamiento, controladas desde computador (PC). Rango: 360 W cada una. 3 Termostatos de seguridad (70ºC). 3 Bombas peristálticas (12.7 l./h), con velocidad variable, controladas desde computador (PC). 3 Filtros de decantación (filtro en línea). Válvulas de circulación para cambiar la configuración del circuito. Temperatura del disolvente: desde temperatura ambiente a 50ºC. Este equipo incorpora ruedas para facilitar su movilidad. UESLC/CIB. Caja-Interface de Control: 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 numero 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 el 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. DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos: Tarjeta de adquisición de datos PCI (National Instruments) para ser alojada en un slot del computador. Entrada analógica: Canales= 16 single-ended ó 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. Canales DMA =6. Salida analógica: Canales=2. Resolución=16 bits, 1 en Máx. velocidad de salida hasta: 833 KS/s. Rango de salida(v)= 10V. Transferencia de datos=dma, interrupciones, E/S programadas. Entrada/Salida Digital: Canales=24 entradas/salidas. Frecuencia muestreo de los canales: 0 a 1 Mhz. Temporización: Contador/temporizadores=2. Resolución: Contador/temporizadores: 32 bits. UESLC/CCSOF. Software de Control Adquisición de Datos Manejo de Datos: Compatible con los sistemas operativos Windows actuales. Simulación gráfica e intuitiva del proceso en pantalla. Compatible con los standards 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 datos 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. Este equipo permite que los 30 alumnos de la clase puedan visualizar simultáneamente todos los 5 6 * resultados y la manipulación del equipo durante el proceso usando un proyector o una pizarra electrónica. Cables y Accesorios, para funcionamiento normal. 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 1 a 6: UESLC UESLC/CIB DAB UESLC/CCSOF Cables y Accesorios Manuales están incluidos en el suministro mínimo. Página 3 Equipo UESLC UESLC/CIB DAB UESLC/CCSOF Continúa...

4 ESPECIFICACIONES Items adicionales y opcionales al suministro estándar PLC. Control Industrial usando PLC (7 y 8): 7 PLC-PI. Módulo PLC: Diagrama del circuito en el panel frontal. 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 (-10V. a 10V.)( a través de conector SCSI). Bloque de salidas analógicas: 4 salidas analógicas (-10V. a 10V.)(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). 8 UESLC/PLC-SOF. Software de Control del PLC: Para este equipo en particular, siempre incluido con el suministro del PLC. PLC-PI Items disponibles bajo petición 9 UESLC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados). 10 UESLC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. Página 4

5 Sistema EDIBON de Control desde Computador Principales Pantallas del Software Pantalla Principal Nota: ST=Sensor de Temperatura. SCC=Sensor de Conductividad. AR=Resistencia de calentamiento. AM=Motor. AB=Bomba. Ejemplos de Pantallas de Calibración de los Sensores Página 5 Continúa...

6 Sistema EDIBON de Control desde Computador (continuación) Algunos resultados de ejercicios típicos Página 6 Continúa...

7 Sistema EDIBON de Control desde Computador (continuación) Algunos resultados de ejercicios típicos Página 7

8 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS Algunas Posibilidades Prácticas del Equipo: 1.- Demostración de la operación de un proceso en continuo de múltiples etapas. 2.- Extracción por percolación en circuito cerrado (extracción discontinua). 3.- Extracción por percolación en bucle abierto (operación continua). 4.- Investigación de procesos continuos de uno, dos y tres etapas. 5.- Investigación del efecto de la temperatura del disolvente. 6.- Investigación del efecto del caudal del disolvente. 7.- Investigación del efecto del tiempo de proceso. 8.- Economía del proceso. Eficiencia del proceso. 9.- Balances de masa Influencia del tamaño de partículas Influencia del número de etapas Influencia del tipo de disolvente Extracciones de componentes inorgánicos y acuosos Ensayo de extracciones para uso industrial. Otras posibles prácticas: 15.- Calibración de los sensores. Prácticas para ser realizadas con el Módulo PLC (PLC-PI) Software de Control del PLC: 16.- Control del proceso del equipo UESLC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo UESLC Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo UESLC Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo UESLC Realización de diferentes experimentos, de forma automática, sin tener delante el equipo. (Este experimento puede ser decidido previamente) 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.) Uso general y manipulación del PLC Aplicación del proceso del PLC para el equipo UESLC Estructura del PLC Configuración de las entradas y salidas del PLC Posibilidades de configuración del PLC Lenguajes de programación del PLC Diferentes lenguajes standard 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 32.- Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo UESLC Ejercicios de programación del PLC Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del profesor y del alumno. POSIBILIDADES DE OTRAS EXPANSIONES DISPONIBLES 11 Técnica de Expansión 1: Enseñanza usada Mini ESN. Sistema Multipuesto EDIBON Mini Scada-Net 12 Expansión 2: ESN. Sistema Multipuesto EDIBON Scada-Net Técnica de Enseñanza usada 1 EQUIPO = 30 ALUMNOS pueden trabajar simultáneamente Unidad de Extracción Sólido-Líquido (UESLC) Caja Interface de Control Software de Control desde Computador: Control Adquisición de Datos Manejo de Datos Unidad de Destilación Continúa (UDCC) Columna de Absorción de Gases (CAGC) Unidad de Extracción Sólido-Líquido (UESLC) Sistema de Entrenamiento de Reactores Químicos (QRQC) Evaporador de Película Descendente (EPAC) n Cualquier otro equipo controlado desde computador adicional n Interface de Control PLC PLC PLC PLC PLC CENTRAL PLC n PLC Computador 30 Puestos Central de Alumno del Profesor RED LOCAL CONTROL ABIERTO MULTI CONTROL MULTIPUESTO Software Mini Scada-Net Nota: El sistema Mini ESN puede ser usado con cualquier equipo EDIBON controlado desde computador (PC). CONTROL ABIERTO MULTI CONTROL MULTIPUESTO SISTEMAS MULTICONTROL EN TIEMPO REAL 30 Puestos de Alumno SCADA COMPUTADOR CENTRAL RED LOCAL Opción ETDL SISTEMA EDIBON DE ENSEÑANZA TÉCNICA A DISTANCIA 30 alumnos pueden trabajar al mismo tiempo Nota: El sistema ESN puede ser usado con cualquier equipo EDIBON controlado desde computador (PC). La configuración mínima para un funcionamiento normal incluye: Items incluidos en el suministro estándar Equipo: UESLC. Unidad de Extracción Sólido-Líquido. UESLC/CIB. Caja-Interface de Control. DAB.Tarjeta de Adquisición de Datos. UESLC/CCSOF. Software de Control Adquisición de Datos Manejo de Datos. Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. Manuales. *IMPORTANTE: Bajo UESLC nosotros siempre suministramos todos los elementos para un inmediato funcionamiento 1, 2, 3, 4, 5 y 6. INFORMACIÓN DE PEDIDO Página 8 Items adicionales y opcionales al suministro estándar PLC. Control Industrial usando PLC (7 y 8): 7 PCL-PI. Módulo PLC. 8 UESLC/PLC-SOF. Software del Control del PLC. 9 UESLC/CAL. Software de Aprendizaje de Asistido desde Computador (Cálculo y Análisis de Resultados). (Disponible bajo petición). 10 UESLC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. (Disponible bajo petición). Expansiones 11 Mini ESN. Sistema Multipuesto EDIBON Mini Scada-Net. 12 ESN. Sistema Multipuesto EDIBON Scada-Net.

9 SERVICIOS REQUERIDOS - Suministro eléctrico: monofásico, 220V./50Hz ó 110V./60Hz. - Suministro de agua. - Computador (PC). ACCESORIOS RECOMENDADOS - Reactivo: Bicarbonato sódico. DIMENSIONES Y PESOS Equipo UESLC: -Dimensiones: 705 x 570 x 1680 mm. aprox. -Peso: 120 Kg. aprox. Caja-Interface de Control: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. Módulo PLC (PLC-PI): -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox. -Peso: 30 Kg. aprox. VERSIONES DISPONIBLES Ofrecido en este catálogo: -UESLC. Unidad de Extracción Sólido-Líquido, Controlada desde Computador (PC). Ofrecido en otro catálogo: -UESLB. Unidad de Extracción Sólido-Líquido. 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: ED01/13 Fecha: Mayo/2013 Página 9