Motor Stirling Controlado desde Computador (PC), con SCADA TMSC

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1 Equipamiento Didáctico Técnico Motor Stirling Controlado desde Computador (PC), con SCADA TMSC Sistema SCADA de EDIBON Técnica de Enseñanza usada Caja-Interface de Control Cables y Accesorios Manuales Tarjeta de Adquisición de Datos Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos Computador (no incluido en el suministro) 1 Equipo: TMSC. Motor Stirling *El suministro mínimo siempre incluye: (Computador no incluido en el suministro) 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 & Termotecnia 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 Un motor Stirling es una máquina de calor que funciona por un ciclo de compresión y expansión de aire u otro gas, el fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura de tal forma que hay una conversión neta de energía calorífica en energía mecánica. El motor es un equipo de combustión externa como una máquina de vapor, en el que toda la transferencia de calor se realiza a través de la pared del motor y la fuente de calor está fuera del motor; pero a diferencia de las máquinas de vapor el fluido de trabajo usado para el motor Stirling es una cantidad fija de gas, ya sea aire u otro tipo. Al igual que con otros motores térmicos el ciclo general consiste en comprimir aire frío, calentándolo, expandiendo el gas o el aire caliente y finalmente enfriando el gas de nuevo, antes de repetir el ciclo. El motor Stirling destaca por su gran eficiencia, funcionamiento silencioso, y puede ser usado con cualquier tipo de fuente de calor, como las renovables. DESCRIPCIÓN GENERAL El Motor Stirling es usado para demostrar el funcionamiento de una máquina termodinámica para la conversión de energía. El motor Stirling convierte la energía térmica en energía mecánica y funciona como un motor (máquina de calor). Además puede hacer funcionar un generador eléctrico y una carga. El equipo de motor Stirling diseñado por EDIBON es un motor tipo alfa, que consta de dos pistones de potencia ubicados en cilindros independientes (uno para el foco frío y el foco caliente) conectados por un tubo en el que se sitúa el regenerador que almacena y cede el calor, el cual permite alcanzar mayores rendimientos. En cada uno de los cilindros hay un pistón que se mueve 90º desfasado respecto al otro. Los cilindros están conectados entre sí por un cigüeñal, que hace que la relación potencia/volumen sea bastante alta, ya que el mecanismo de transmisión de potencia es muy sencillo. El gas se mueve entre ambos en un circuito cerrado. La fuente de calor externa da energía al cilindro caliente y la expansión del gas mueve su pistón, que está sujeto al otro pistón del cilindro frío, por un cigüeñal. El gas caliente pasa al cilindro frío. Durante este tiempo el pistón del cilindro frío comprime el gas enfriado y lo obliga a trasladarse al cilindro caliente, donde recibe el calor de la fuente caliente y el ciclo comienza de nuevo. El ciclo ideal de Stirling tiene cuatro fases: Fase 1: Calentamiento del gas a volumen constante en el cilindro caliente. Fase 2: Expansión isotérmica en el cilindro caliente. Fase 3: Enfriamiento a volumen constante en el cilindro frío. Fase 4: Compresión isoterma del gas en el cilindro frío. El equipo TMSC está formado principalmente por: un motor Stirling tipo alfa con un elemento calefactor, un sistema de frenado, un generador eléctrico con polea para convertir la energía mecánica en energía eléctrica, equipado con una carga eléctrica y sistema de medida de corriente y voltaje. Este equipo se suministra con los sensores e instrumentación adecuados para el control y la medida de los parámetros más representativos, como: Control de la llama. Medida de temperaturas en los cilindros. Medida de presiones en los cilindros. Medida de velocidad (rpm). Medida del par (fuerza). Medida de potencia mecánica y eléctrica. 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 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 TMSC: Equipo de sobremesa. Estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Motor Stirling tipo alfa: Cilindro caliente y frío de acero inoxidable con pistones de bronce. Dispositivo para controlar la llama del elemento calefactor, para taparla y para liberarla. Lámpara de alcohol como elemento calefactor. Sistema de frenado. Generador eléctrico con una polea para convertir la energía mecánica generada en energía eléctrica. Equipado con una carga eléctrica y sistema de medida de corriente y voltaje. 2 Sensores de temperatura, uno en el cilindro caliente y otro en el cilindro frío. 2 Sensores de presión, uno en el cilindro caliente y otro en el cilindro frío, rango: 0-1 PSI. Sensor de velocidad (rpm). Sensor de fuerza (par). Sensor de corriente. Sensor de voltaje. Medición de la potencia desde el computador (PC). Medición del par por medio de un freno y un sensor de fuerza. Protección por sobretemperatura con activación del dispositivo para controlar la llama. 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 TMSC/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 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. Página 3 Equipo TMSC TMSC/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. Salida analógica: Número de canales=2. DAB 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 TMSC/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. TMSC/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: TMSC + TMSC/CIB + DAB + TMSC/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.- Estudio de la conversión de la energía calorífica-mecánicaeléctrica. 2.- Estudio de la relación entre la diferencia de temperaturas de la máquina térmica y la velocidad generada. 3.- Cálculo de la diferencia de temperaturas "umbral" que genera movimiento. 4.- Estudio de la potencia mecánica en relación con la velocidad. 5.- Estudio de la potencia eléctrica en relación con la velocidad. 6.- Cálculo de la eficiencia mecánica. 7.- Cálculo de la eficiencia eléctrica. 8.- Medida de la velocidad (rpm). 9.- Medida del par Medida de la potencia eléctrica generada Medidas de temperatura Medidas de presión. Posibilidades prácticas adicionales: 13.- Calibración de los sensores. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 15.- 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 TMSC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TMSC. - Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo 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. SERVICIOS REQUERIDOS - Suministro eléctrico: 220V./50Hz ó 110V./60Hz. -Alcohol ó parafina. - Computador (PC). DIMENSIONES Y PESOS TMSC: Equipo: -Dimensiones: 450 x 400 x 480 mm. aprox. -Peso: 35 Kg. aprox. Caja-Interface de Control:-Dimensiones: 490x330x310 mm. aprox. -Peso: 10 Kg. aprox. VERSIONES DISPONIBLES Ofrecido en este catálogo: -TMSC. Motor Stirling Controlado desde Computador (PC). Ofrecido en otro catálogo: -TMSB. Motor Stirling. Página 5

6 PRINCIPALES PANTALLAS DEL SOFTWARE SCADA Pantalla principal I II IV V III I Controles principales. II Displays de los sensores, valores en tiempo real, y parámetros extra de salida. Sensores: ST= Sensor de temperatura. SP= Sensor de presión. SW-V= Sensor de voltaje. SW-A= Sensor de corriente. SW= Sensor de potencia. SF= Sensor de fuerza. III Controles de los actuadores. Actuador: AM= Dispositivo de control de la llama. SV= Sensor de velocidad IV Selección de canales y otros parámetros para la configuración de las gráficas. V Displays de las gráficas en tiempo real. Software para la calibración de sensores 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 TÍPICOS En esta pantalla se observa como la diferencia de temperaturas entre el foco caliente (sensor ST-1) y el foco frío (sensor ST-2) genera una potencia eléctrica, la cual medimos a través del computador (PC), pudiendo observar también la corriente y el voltaje. En la parte inferior se representan dos gráficos. En esta pantalla se observa como la diferencia de temperaturas entre el foco caliente (sensor ST-1) y el foco frío (sensor ST-2) genera una potencia eléctrica, la cual medimos a través del computador (PC), pudiendo observar también la corriente y el voltaje. En la parte inferior se representa un gráfico con los valores de los sensores de presión en ambos cilindros, mostrando el valor de la amplitud de la variación de presión. Página 7

8 Algunos resultados típicos Gráfico donde se representan las medidas de presión en ambos cilindros (SP-1 mide la presión en el cilindro caliente y SP-2 la presión en el cilindro frío). Se observa cómo oscilan de forma periódica y cómo la presión sube y baja representando la expansión y compresión del gas. Además de medir la intensidad de corriente y el voltaje generado, se mide la energía mecánica mediante un sensor de velocidad (SV-1) que nos indica las revoluciones por minuto y el par transmitido mediante un sensor de fuerza (SF-1). En la parte inferior se representan dos gráficos, el gráfico de la izquierda representa la presión en ambos cilindros y el de la derecha representa la temperatura. Página 8

9 Algunos resultados típicos Para determinar la potencia mecánica se mide el par transmitido y la velocidad adquirida a través de los sensores SF-1 (sensor de fuerza) y SV-1 (sensor de velocidad). Página 9

10 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. -TMSC/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 el Motor Stirling Controlado desde Computador (TMSC). Equipo Caja Interface de Control Tarjeta de Adquisición de Datos Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos CONTROL PLC PLC-SOF. Software de Control 1.- Control del proceso del equipo TMSC 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 TMSC. 3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo TMSC. 4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo TMSC. 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 TMSC. PLC-PI. Módulo PLC. Prácticas para ser realizadas con PLC-PI: Página 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 TMSC Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo TMSC Ejercicios de programación del PLC Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del profesor y del alumno.

11 8 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional TMSC/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 TMSC/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 (TMSC/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. - TMSC/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 TMSC/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 11

12 10 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior TMSC/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 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 Motor Stirling (TMSC) Caja- Interface de Control 30 Puestos de Alumno Computador Central 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/thermodynamicsthermotechnics/esn-thermodynamics/esn-thermodynamics.pdf Página 12

13 INFORMACIÓN DE PEDIDO El suministro mínimo siempre incluye: 1 Equipo: TMSC. Motor Stirling. 2 TMSC/CIB. Caja-Interface de Control. 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos. 4 TMSC/CCSOF. Software de Control + 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 TMSC 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. - TMSC/PLC-SOF. Software de Control del PLC. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional 8 TMSC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). 9 TMSC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior 10 TMSC/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 13

14 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales) 1 Equipo TMSC: Equipo de sobremesa. Estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. Motor Stirling tipo alfa: Cilindro caliente y frío de acero inoxidable con pistones de bronce. Dispositivo para controlar la llama del elemento calefactor, para taparla y para liberarla. Lámpara de alcohol como elemento calefactor. Sistema de frenado. Generador eléctrico con una polea para convertir la energía mecánica generada en energía eléctrica. Equipado con una carga eléctrica y sistema de medida de corriente y voltaje. 2 Sensores de temperatura, uno en el cilindro caliente y otro en el cilindro frío. 2 Sensores de presión, uno en el cilindro caliente y otro en el cilindro frío, rango: 0-1 PSI. Sensor de velocidad (rpm). Sensor de fuerza (par). Sensor de corriente. Sensor de voltaje. Medición de la potencia desde el computador (PC). Medición del par por medio un freno y un sensor de fuerza. Protección por sobretemperatura con activación del dispositivo para controlar la llama. 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 TMSC/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 (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 TMSC/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 14

15 Especificaciones de concurso (de los items principales) Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales 1.- Estudio de la conversión de la energía calorífica-mecánica-eléctrica. 2.- Estudio de la relación entre la diferencia de temperaturas de la máquina térmica y la velocidad generada. 3.- Cálculo de la diferencia de temperaturas "umbral" que genera movimiento. 4.- Estudio de la potencia mecánica en relación con la velocidad. 5.- Estudio de la potencia eléctrica en relación con la velocidad. 6.- Cálculo de la eficiencia mecánica. 7.- Cálculo de la eficiencia eléctrica. 8.- Medida de la velocidad (rpm). 9.- Medida del par Medida de la potencia eléctrica generada Medidas de temperatura Medidas de presión. Posibilidades prácticas adicionales: 13.- Calibración de los sensores. 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 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 TMSC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TMSC. - Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. Página 15

16 7 8 9 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items opcionales) a) Configuración industrial 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. -TMSC/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 TMSC 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 TMSC. 3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo TMSC. 4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo TMSC. 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 TMSC. 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 TMSC Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo TMSC 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 TMSC/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 (TMSC/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. - TMSC/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. TMSC/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 16

17 10 11 Especificaciones de concurso (de los items opcionales) c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior TMSC/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 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: ED01/13 Fecha: Agosto/2013 Página 17