Turbina de Gas de Dos Ejes Controlada desde Computador (PC), con SCADA TGDEC

Transcripción

1 Equipamiento Didáctico Técnico Turbina de Gas de Dos Ejes Controlada desde Computador (PC), con SCADA TGDEC Sistema SCADA de EDIBON Técnica de Enseñanza usada Caja-Interface de Control Cables y Accesorios Manuales 3 Tarjeta de Adquisición de Datos 4 Software para: - Control - Adquisición de Datos - Manejo de Datos Computador (no incluido en el suministro) 1 Equipo: TGDEC. Turbina de Gas de Dos Ejes *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 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 La Turbina de Gas de Dos Ejes, Controlada desde Computador (PC) TGDEC, desarrollada por EDIBON, es un equipo didáctico de demostración del funcionamiento de una Turbina de Gas de Doble Eje para generación eléctrica, además de otros usos. Una Turbina de Gas es un motor de combustión interna rotativo. Su denominación se debe a que el fluido es un gas generalmente el aire. Básicamente se compone de un compresor donde se aumenta la presión del aire de entrada y pasa a una cámara de combustión donde se realiza un aporte de energía térmica y una turbina donde el gas caliente expande. La turbina y el compresor están situados sobre el mismo eje, con lo que parte de la energía generada en la turbina es utilizada por el compresor para comprimir el aire. La importancia del estudio de la turbina de gas viene dada por la cantidad de usos que se le pueden dar, entre ellos podemos mencionar: Turbina de gas para generación eléctrica. Ciclo combinado junto con turbina de vapor. Cogeneración, son sistemas de producción conjunta de energía eléctrica y energía térmica. Reactor: en aplicaciones en el campo de la aviación. La turbina de gas como motor de reacción. Turbohélices: a diferencia del turborreactor, la turbina está diseñada para obtener la máxima energía mecánica posible, que se emplea en mover una hélice. DESCRIPCIÓN GENERAL El elemento principal del equipo TGDEC es la Turbina de Alta Presión, que también es denominada Turbina de Generación de Gas. Está compuesta por: - Compresor tipo radial, que es alimentado por aire atmosférico para luego comprimirlo. - Cámara de combustión tipo tubular. En toda combustión hay un combustible (gas propano), un comburente, que en este caso es aire comprimido recibido del compresor; y la energía de activación, que provocará la ignición de la mezcla. - Turbina de expansión: Los gases inflamados de la cámara de combustión entregan parte de la energía que tienen en los álabes de la turbina. Compresor y turbina están montados sobre el mismo eje, así que, cuando se tiene el sistema auto sostenido, parte de energía térmica de los gases de combustión es empleada para mover el compresor. La energía térmica sobrante de los gases de la combustión es dirigida a la Turbina de Baja Presión, también llamada Turbina de Potencia. En ella, el resto de la energía de los gases de combustión es convertida a energía mecánica, que se transforma en energía eléctrica a través de un generador acoplado a la turbina. Además, el equipo TGDEC incluye: Instalación de arranque: Se compone de un ventilador centrífugo movido por un motor eléctrico. El aire enviado por este ventilador incide sobre álabes del compresor produciendo el giro de la turbina de alta presión. Instalación de combustible: La línea de gas combustible se compone de una válvula de bola para apertura o cierre de alimentación, una válvula de regulación de presión, una válvula solenoide de seguridad y un inyector. Incluye un caudalímetro tipo rotámetro para medir el consumo de gas. Instalación de encendido: La energía de activación de la mezcla aire-combustible será la que provoque el encendido de la llama. Se compone de un electrodo de ignición o bujía alimentado por un transformador de encendido. Un electrodo de ionización es el que detecta en todo momento que la llama está encendida. Instalación de lubricación: Se compone de un depósito de aceite de 5 l. Desde este depósito se dispone de una bomba de engranajes para impulsar el aceite hasta los rodamientos de ambos ejes de turbina. La instalación se completa con una unidad de filtración y dos válvulas de regulación para seleccionar la cantidad de aceite a suministrar a cada turbina. Instalación de refrigeración: Está compuesta por un intercambiador de calor de placas y otro tubular a través de los cuales el aceite cede el calor que lleva al agua de refrigeración. 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 CONTROL ABIERTO + MULTICONTROL + CONTROL EN TIEMPO REAL Página 2

3 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 TGDEC: Con este equipo se estudia e investiga el comportamiento de un sistema de turbina de gas de eje doble para generación eléctrica. Estructura de aluminio anodizado y acero, 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. Turbina de Alta Presión, que es la Turbina de Generación de Gases, compuesta por: Compresor tipo radial. Cámara de combustible tipo tubular. Turbina de expansión. Rango de velocidad de operación: rpm. Relación máxima de compresión: 2:1. Consumo máximo de combustible: 20 kg/hora. Turbina de Baja Presión (Turbina de Potencia): Número de revoluciones: rpm. Potencia eléctrica: Rango de medida: 0-200W. Generador (motor) asíncrono, controlado desde computador (PC); número de revoluciones: rpm. Conexión de la turbina de potencia y el generador por medio de una correa ajustable. Ventilador de arranque, movido por un motor eléctrico, para la puesta en marcha de la turbina y barrido de gases. Este ventilador está controlado automáticamente desde computador (PC) y es usado para refrigerar. Silenciador de aspiración. Línea de gas combustible, compuesta por: Válvula para apertura o cierre de alimentación. Válvula de regulación de presión. Caudalímetro, tipo rotámetro: l./min. Válvula solenoide, controlada automáticamente desde computador (PC). Inyector de gas. Bujía controlada automáticamente desde computador (PC), alimentada por un transformador de encendido. Electrodo de ionización, controlado automáticamente desde computador (PC), para detectar, en todo momento, que la llama está encendida, como medida de seguridad. Instalación de lubricación, compuesta por: Depósito de aceite de 5 l. Bomba de engranajes, controlada automáticamente desde computador (PC), para impulsar el aceite hasta los rodamientos de ambos ejes de la turbina. Unidad de filtración. 2 Válvulas para regulación de la cantidad de aceite a suministrar a la turbina. Intercambiador de calor de placas para el enfriamiento del aceite a la salida de las turbinas. Intercambiador tubular para el enfriamiento del aceite de entrada a las turbinas. Conexiones para el suministro de agua. Salida de gases y silenciador de gases de escape. Sensores e instrumentación: ESPECIFICACIONES TÉCNICAS COMPLETAS (de los items principales) 8 Sensores de temperatura de tipo K en las distintas etapas del proceso (rango de temperatura: º C): Temperatura del aire de entrada al compresor. Temperatura del aire de entrada a la cámara de combustión. Temperatura de los gases de entrada a la turbina de generación. Temperatura de los gases de entrada a la turbina de potencia. Temperatura de los gases de escape. Temperatura del aceite de engrase de rodamientos. Temperatura de entrada del agua de refrigeración. Temperatura de salida del agua de refrigeración. Continua... Equipo TGDEC Página 3

4 Especificaciones Técnicas Completas (de los items principales) 2 2 Sensores de velocidad para medir las rpm de cada turbina, rango de medida: rpm. 5 Sensores de presión, para la medida de: Presión de combustible (gas propano) a la entrada de la cámara de combustión, rango: 0-2 bar. Presión en la cámara de combustión, rango: 0-2 bar. Presión a la salida de la turbina, rango: 0-2 bar. Salida del compresor, rango: 0-2 bar. Entrada al compresor, rango: mbar. 2 Sensores de caudal: 3 Aire de entrada, rango: m /h. 3 Gases de salida, rango: m /h. Sensor de fuerza (célula de carga) del generador. 4 Manómetros, rango: 0-2 bar. 3 Presostatos para controlar los circuitos de aire y aceite. Caudalímetro ATEX para medir el consumo de gas en cada momento. Medida de corriente y de voltaje generados. Caja de maniobra con PLC, que incluye: Panel frontal con LEDs indicativos del estado del equipo. Display de control de la temperatura del aceite. Sistema de seguridad para prevenir fallos. Funcionamiento con propano. El equipo dispone de ruedas para facilitar su movilidad. 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. TGDEC/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 4 Continua... TGDEC/CIB

5 Especificaciones Técnicas Completas (de los items principales) 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: 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. TGDEC/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. 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. Cables y Accesorios, para un 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 de1 a 6 son los items principales: TGDEC + TGDEC/CIB + DAB + TGDEC/CCSOF + Cables y Accesorios + Manuales * están incluidos en el suministro mínimo para permitir el funcionamiento completo. DAB TGDEC/CCSOF Página 5

6 EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS PARA REALIZAR CON LOS ITEMS PRINCIPALES 1.- Estudio del funcionamiento de una turbina de gas. 2.- Determinación del rendimiento de una turbina de gas. 3.- Determinación del punto de operación del compresor. 4.- Funcionamiento con turbina de potencia. 5.- Determinación del consumo de combustible. 6.- Eficiencia térmica. 7.- El ciclo estándar del aire. 8.- Balance de calor. 9.- Relación (ratio) de trabajo Relación (ratio) de presión Pérdidas de presión Relación (ratio) de aire y de combustible Eficiencia de la combustión Registro de la curva característica de la turbina Determinación de la eficiencia del compresor Determinación de la eficiencia de la turbina de alta presión Determinación de la eficiencia de la turbina de salida (baja presión) Medidas de temperaturas Potencia de salida de la turbina efectiva. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 22.- 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 TGDEC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TGDEC. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo Sistemas de seguridad en el funcionamiento de una turbina de gas. Posibilidades prácticas adicionales: 21.- Calibración de los sensores. SERVICIOS REQUERIDOS - Suministro eléctrico: trifásico, 380V./50Hz ó 220V./60Hz. - Suministro de agua de la red (min. 3 l./min.). - Desagüe. - Propano 1,5-2,5 bar. - Extractor para la expulsión de los gases de escape. - Computador (PC). DIMENSIONES Y PESOS TGDEC: Equipo: -Dimensiones: 2500 x 700 x 1900 mm. aprox. -Peso: 235 Kg. aprox. Caja-Interface de Control:-Dimensiones: 490 x 450 x 470 mm. aprox. -Peso: 20 Kg. aprox. Página 6

7 PRINCIPALES PANTALLAS DEL SOFTWARE SCADA Pantalla principal I II 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. SV= Sensor de velocidad. SF=Sensor de fuerza. III Controles de los actuadores. Actuadores: AP= Presostato. AM=Válvula de admisión. AVS= Válvula solenoide. AVSG= Válvula solenoide de seguridad. 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 Ejemplo de pantalla El profesor y los estudiantes pueden calibrar el equipo, utilizando una clave. El profesor puede recuperar su propia calibración, usandola clave. Página 7

8 ALGUNOS RESULTADOS REALES OBTENIDOS CON ESTE EQUIPO Pulsando en TURBINE STATUS el software muestra la siguiente pantalla, detallando los siguientes datos y estados: MODES: Indica el modo de funcionamiento de la turbina. STEPS: Muestra, en tiempo real, los diferentes pasos en el proceso de arranque de la turbina. STATUS: Indica el estado de la turbina. ALARMS: Indica las anomalías durante el funcionamiento normal de la turbina. Representación, en tiempo real, de los sensores durante el funcionamiento del equipo. Continúa... Página 8

9 Algunos resultados reales obtenidos con este equipo La carga del generador se puede regular a través del software. 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 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 TGDEC/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 TGDEC/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 (TGDEC/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 - TGDEC/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 TGDEC/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. 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. Ejemplo de algunas pantallas Para más información ver el catálogo de FSS. Pulsar en el siguiente link: /products/catalogues/es/fss.pdf Página 10

11 Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales) b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior 9 TGDEC/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 Gas de Dos Ejes (TGDEC) 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 11

12 INFORMACIÓN DE PEDIDO Items principales (siempre incluidos en el suministro) Items opcionales (suministrados bajo petición específica) El suministro mínimo siempre incluye: 1 Equipo: TGDEC. Turbina de Gas de Dos Ejes. 2 TGDEC/CIB. Caja-Interface de Control. 3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos. 4 TGDEC/CCSOF. Software de Control + Adquisición de Datos + Manejo de Datos. 5 Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal. 6 Manuales. * IMPORTANTE: Bajo TGDEC nosotros siempre suministramos todos los elementos para un funcionamiento inmediato: 1, 2, 3, 4, 5 y a) Configuración para Educación Técnica y Vocacional TGDEC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC). TGDEC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos. b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior TGDEC/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 12

13 ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales) 1 Equipo TGDEC: Con este equipo se estudia e investiga el comportamiento de un sistema de turbina de gas de eje doble para generación eléctrica. Estructura de aluminio anodizado y acero, 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. Turbina de Alta Presión, que es la Turbina de Generación de Gases, compuesta por: Compresor tipo radial. Cámara de combustible tipo tubular. Turbina de expansión. Rango de velocidad de operación: rpm. Relación máxima de compresión: 2:1. Consumo máximo de combustible: 20 kg/hora. Turbina de Baja Presión (Turbina de Potencia): Número de revoluciones: rpm. Potencia eléctrica: Rango de medida: 0-200W. Generador (motor) asíncrono, controlado desde computador (PC); número de revoluciones: rpm. Conexión de la turbina de potencia y el generador por medio de una correa ajustable. Ventilador de arranque, movido por un motor eléctrico, para la puesta en marcha de la turbina y barrido de gases. Este ventilador está controlado automáticamente desde computador (PC) y es usado para refrigerar. Silenciador de aspiración. Línea de gas combustible, compuesta por: Válvula para apertura o cierre de alimentación. Válvula de regulación de presión. Caudalímetro, tipo rotámetro: l./min. Válvula solenoide, controlada automáticamente desde computador (PC). Inyector de gas. Bujía, controlada automáticamente desde computador (PC), alimentada por un transformador de encendido. Electrodo de ionización, controlado automáticamente desde computador (PC), para detectar, en todo momento, que la llama está encendida, como medida de seguridad. Instalación de lubricación, compuesta por: Depósito de aceite de 5 l. Bomba de engranajes, controlada automáticamente desde computador (PC), para impulsar el aceite hasta los rodamientos de ambos ejes de la turbina. Unidad de filtración. 2 Válvulas para regulación de la cantidad de aceite a suministrar a la turbina. Intercambiador de calor de placas para el enfriamiento del aceite a la salida de las turbinas. Intercambiador tubular para el enfriamiento del aceite de entrada a las turbinas. Conexiones para el suministro de agua. Salida de gases y silenciador de gases de escape. Sensores e instrumentación: 8 Sensores de temperatura de tipo K en las distintas etapas del proceso (rango de temperatura: º C): Temperatura del aire de entrada al compresor. Temperatura del aire de entrada a la cámara de combustión. Temperatura de los gases de entrada a la turbina de generación. Temperatura de los gases de entrada a la turbina de potencia. Temperatura de los gases de escape. Temperatura del aceite de engrase de rodamientos. Temperatura de entrada del agua de refrigeración. Temperatura de salida del agua de refrigeración. 2 Sensores de velocidad para medir las rpm de cada turbina, rango de medida: rpm. 5 Sensores de presión, para la medida de: Presión de combustible (gas propano) a la entrada de la cámara de combustión, rango: 0-2 bar. Presión en la cámara de combustión, rango: 0-2 bar. Presión a la salida de la turbina, rango: 0-2 bar. Salida del compresor, rango: 0-2 bar. Entrada al compresor, rango: mbar. 2 Sensores de caudal: 3 3 Aire de entrada, rango: m /h. Gases de salida, rango: m /h. Sensor de fuerza (célula de carga) del generador. 4 Manómetros, rango: 0-2 bar. 3 Presostatos para controlar los circuitos de aire y aceite. Caudalímetro ATEX para medir el consumo de gas en cada momento. Medida de corriente y de voltaje generados. Caja de maniobra con PLC, que incluye: Panel frontal con LEDs indicativos del estado del equipo. Display de control de la temperatura del aceite. Sistema de seguridad para prevenir fallos. Funcionamiento con propano. El equipo dispone de ruedas para facilitar su movilidad. 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 TGDEC/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 TGDEC/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 13

14 Especificaciones de concurso (de los items principales) Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales 1.- Estudio del funcionamiento de una turbina de gas. 2.- Determinación del rendimiento de una turbina de gas. 3.- Determinación del punto de operación del compresor. 4.- Funcionamiento con turbina de potencia. 5.- Determinación del consumo de combustible. 6.- Eficiencia térmica. 7.- El ciclo estándar del aire. 8.- Balance de calor. 9.- Relación (ratio) de trabajo Relación (ratio) de presión Pérdidas de presión Relación (ratio) de aire y de combustible Eficiencia de la combustión Registro de la curva característica de la turbina Determinación de la eficiencia del compresor Determinación de la eficiencia de la turbina de alta presión Determinación de la eficiencia de la turbina de salida (baja presión) Medidas de temperaturas Potencia de salida de la turbina efectiva Sistemas de seguridad en el funcionamiento de una turbina de gas. Posibilidades prácticas adicionales: 21.- Calibración de los sensores. Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo: 22.- 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 TGDEC a través de la interface de control, sin el computador Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TGDEC. - El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo. Página 14

15 7 TGDEC/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 (TGDEC/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. - TGDEC/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 TGDEC/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 TGDEC/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 15

16 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: ED01/15 Fecha: Noviembre/2015 Página 16