TFC Turbina Francis Controlada desde Computador (PC), con SCADA

Equipamiento Didáctico Técnico
Turbina Francis Controlada desde Computador (PC),
con SCADA
TFC
Técnica de
Enseñanza
usada
Sistema
SCADA de EDIBON
2
Caja-Interface
de Control
3
4
Tarjeta de
Adquisición
de Datos
Software para:
- Control
- Adquisición de
Datos
- Manejo de Datos
5 Cables and Accessories
Computador
(no incluido
en el suministro)
6 Manuals
1
*El suministro mínimo siempre incluye: 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6
(Computador no incluido en el suministro)
Equipo: TFC. Turbina Francis
Detalle de
la turbina
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.
CONTROL ABIERTO
+
MULTICONTROL
+
CONTROL EN TIEMPO REAL
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.
ISO 9000: Gestión de Calidad
(para Diseño, Fabricación,
Comercialización y Servicio postventa)
Certificado Unión Europea
(seguridad total)
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Certificados ISO 14000 y
Esquema de Ecogestión y Ecoauditoría
(gestión medioambiental)
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Productos
Gama de Productos
Equipos
8.-Fluidos Mecánicos
y Aerodinámica
Certificado
”Worlddidac Quality Charter”
y Miembro de Worlddidac
DESCRIPCIÓN GENERAL
El equipo TFC desarrollado por EDIBON consta de una turbina Francis en miniatura que dispone de un distribuidor con palas directrices
ajustable que permite controlar el ángulo de incidencia del agua en la turbina. Para regular el distribuidor, el equipo dispone de una
palanca en el frontal del mismo.
Para elevar el fluido se dispone de una bomba que permite al caudal impulsado pasar a través de la turbina, en la que deja parte de su
energía provocando el giro de la misma, venciendo la resistencia exterior que provoca un freno de cinta.
Dicho freno está conectado a una célula de carga y el conjunto permite determinar el par dado por la turbina. La medida de velocidad se
obtiene mediante un sensor de velocidad.
La carga del freno puede cambiarse tensando la cinta de freno, de esta forma se puede variar el par en la turbina.
La cámara de alimentación tiene forma de espiral, por lo que se conoce como cámara caracol. Debido a su diseño, se consigue que el
agua circule con velocidad aparentemente constante y sin formar torbellinos, evitándose de esta forma pérdidas de carga.
El equipo dispone de un tubo de aspiración que consiste en una conducción que une la turbina con el canal de desagüe. Tiene como
objetivo recuperar al máximo la energía cinética del agua a la salida de la turbina o, dicho de otro modo, aprovechar el salto existente
entre la superficie libre del agua y la salida de la turbina.
El salto hidráulico se calcula a través de 2 sensores de presión: uno a la entrada de la cámara y otro a la salida (difusor).
Un actuador sobre la bomba nos permite variar al régimen de giro de esta, cambiando así el caudal entrante a la turbina.
El conjunto bomba-turbina dispone de un depósito y un sistema de tuberías, que permiten trabajar constantemente con fluido recirculado
para evitar el consumo indiscriminado de agua.
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
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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 TFC:
Estructura de aluminio anodizado y panel en acero pintado.
Principales elementos metálicos en acero inoxidable.
Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementoss en el
equipo real.
Modelo funcional de turbina Francis, con un distribuidor de palas directrices
ces
ajustables que permite controlar el ángulo de incidencia del agua de la turbina:
urbina:
Diámetro de la turbina: 52 mm.
Rango de velocidad: 1200 r.p.m. aprox.
Rotor:
Número de palas de la turbina: 15.
Estator:
Número de palas directrices del distribuidor: 10.
Sistema de freno:
Freno de banda, con tensión ajustable.
Célula de carga-sensor de fuerza, rango: 0-20 N.
):
Bomba de agua, con velocidad variable, controlada desde computador (PC):
Altura máxima: 70 m.
Presión máxima: 7 bar.
Máximo caudal de agua: 120 l./min.
Potencia: 1,5 kW.
Depósito de agua transparente (de metacrilato), capacidad 130 l. aprox.
2 Sensores de presión del agua , rango: 0 a 6,7 bar.
Sensor de caudal de agua, rango: 0 a 200 l./min.
Sensor de velocidad, rango: 0-20000 rpm.
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 TFC/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.
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Equipo TFC
TFC/CIB
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Especificaciones Técnicas Completas (de los items principales)
3
4
5
6
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 u 8 diferenciales. Resolución=16 bits, 1 en 65536.
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 65536. 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.
TFC/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.
DAB
TFC/CCSOF
de1 a 6 son los items principales: TFC + TFC/CIB + DAB + TFC/CCSOF + Cables y Accesorios + Manuales están incluidos
* enReferencias
el suministro mínimo para permitir el funcionamiento completo.
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EJERCICIOS Y POSIBILIDADES PRÁCTICAS PARA REALIZAR CON LOS ITEMS PRINCIPALES
Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo:
1.- Determinación de las características operativas de la turbina
Francis a diferentes velocidades.
16.- Varios alumnos pueden visualizar simultáneamente los
resultados.
2.- Salto hidráulico de la turbina.
Visualizar todos los resultados en la clase, en tiempo real, por
medio de un proyector o una pizarra electrónica.
3.- Determinación de las curvas de potencia N(n), Par Mm(n) y
rendimiento (n) de la Turbina Francis a caudal constante y con
álabes distribuidores abiertos.
17.- Control Abierto, Multicontrol y Control en Tiempo Real.
4.- Determinación de las curvas de potencia N(n), Par Mm(n) y
rendimiento (n) de la Turbina Francis a caudal constante y con
álabes distribuidores cerrados.
Este equipo permite intrínsecamente y/o extrínsecamente
cambiar en tiempo real el span, la ganancia; los parámetros
proporcional, integral y derivativo, etc.
5.- Determinación de las curvas de potencia N(Q), Salto H(Q) y
rendimiento (Q) de la Turbina Francis con una velocidad de
rotación constante y con álabes directrices abiertos.
18.- El Sistema de Control desde Computador con SCADA permite
una simulación industrial real.
19.- Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de
dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y
de software.
6.- Determinación de las curvas de potencia N(Q), Salto H(Q) y
rendimiento (Q) de la Turbina Francis con una velocidad de
rotación constante y con álabes directrices cerrados.
20.- Este equipo puede usarse para realizar investigación
aplicada.
7.- Análisis adimensional.
Posibilidades prácticas adicionales:
8.- Calibración de los sensores.
21.- Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a
Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica.
9.- Potencia de salida de la turbina frente la velocidad y flujo, a
diferentes alturas.
22.- Control del proceso del equipo TFC a través de la interface de
control, sin el computador.
10.- Efecto de la posición de las palas directrices en la eficiencia de la
turbina.
23.- Visualización de todos los valores de los sensores usados en el
proceso del equipo TFC.
11.- Investigación de la conversión de energía hidráulica en energía
mecánica.
- Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios
más.
12.- Cálculo de la potencia de la turbina.
- El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo.
13.- Determinación de la eficiencia hidráulica de la turbina.
14.- Determinación del par y la velocidad de la turbina.
15.- Cálculo del caudal.
SERVICIOS REQUERIDOS
- Suministro eléctrico: monofásico, 220V./50Hz ó 110V./60Hz.
DIMENSIONES Y PESOS
TFC:
Equipo:
- Suministro de agua.
-Dimensiones: 800 x 900 x 800 mm. aprox.
-Peso: 85 Kg. aprox.
- Desagüe.
Caja-Interface de Control: -Dimensiones: 490 x 330 x 310 mm. aprox.
- Computador (PC).
-Peso: 10 Kg. aprox.
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PRINCIPALES PANTALLAS DEL SOFTWARE
SCADA
Pantalla principal
II
I
V
III
I Controles principales.
II Displays de los sensores, valores en tiempo real, y parámetros extra de salida. Sensores: SC=Sensor de caudal. SP=Sensor de presión.
SV=Sensor de velocidad.
III Controles de los actuadores. Actuador: AB=Bomba.
SF=Sensor de fuerza.
IV Selección de canales y otros parámetros para la configuración de las gráficas.
V Displays de las gráficas y las tablas en tiempo real.
Software para la calibración de sensores
Ejemplos de pantallas
El profesor y los estudiantes pueden calibrar el equipo,
utilizando una clave.
El profesor puede recuperar su propia calibración, usando
la clave.
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ALGUNOS RESULTADOS TÍPICOS
Representación de las curvas mecánicas de la turbina. (A caudal constante)
1 Rendimiento vs velocidad angular (rpm).
2 Potencia mecánica(W) vs velocidad angular (rpm).
3 Salto hidráulico(m) vs velocidad angular (rpm).
1
3
2
Representación de las curvas hidráulicas de la turbina. ( A régimen de revoluciones constante)
1 Rendimiento vs caudal (l/min), a diferente régimen de revoluciones.
2 Salto hidráulico (m) vs caudal (l/min) , a diferente régimen de revoluciones.
3 Potencia mecánica (W) vs caudal (l/min), a diferente régimen de revoluciones.
1
3
2
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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 instrucción 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.
-TFC/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 la
Turbina Francis, Controlada desde Computador (TFC).
Tarjeta de
Adquisición
de Datos
Caja Interface
de Control
Software para:
- Control
- Adquisición de Datos
- Manejo de Datos
Equipo
CONTROL PLC
PLC-SOF.
Software de
Control
PLC-PI. Módulo PLC.
Prácticas para ser realizadas con PLC-PI:
1.- Control del proceso del equipo TFC 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 TFC.
3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo
TFC.
4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo
TFC.
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 TFC.
Página 8
9.10.11.12.13.14.15.16.-
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 TFC.
17.- Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo TFC.
18.- Ejercicios de programación del PLC.
19.- Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del
profesor y del alumno.
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Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales)
b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional
8
TFC/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 TFC/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 (TFC/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):
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.
- TFC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software
del Alumno):
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:
www.edibon.com/products/catalogues/es/CAI.pdf
9
TFC/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:
www.edibon.com/products/catalogues/es/FSS.pdf
Página 9
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Especificaciones Técnicas Completas (de los items opcionales)
c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior
10
TFC/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.
Cálculos
Permite la opción de representaciones gráficas e impresión de resultados.
Entre las opciones de gráficas, cualquier variable se puede representar
contra cualquier otra.
Información del valor de las constantes, factores
de conversión de unidades y tablas de derivadas
e integrales
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.
Para más información ver el catálogo de CAL. Pulsar en el siguiente link:
www.edibon.com/products/catalogues/es/CAL.pdf
Opciones de representación
gráfica
d) Opciones de Expansiones Multipuesto
11
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.
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.
Mini ESN.
Sistema Mini Scada-Net de EDIBON
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).
1 EQUIPO =
hasta 30 ALUMNOS
pueden trabajar
simultáneamente
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.
Turbina Francis (TFC)
Software de Control
desde Computador:
Control +
Adquisición de Datos
+ Manejo de Datos
CajaInterface
de
Control
Computador
Software
Mini Scada-Net
30 Puestos Central del
de Alumno Instructor
RED LOCAL
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:
www.edibon.com/products/catalogues/es/Mini-ESN.pdf
12
CONTROL ABIERTO
+
MULTICONTROL
+
CONTROL EN TIEMPO REAL
+
MULTIPUESTO
Nota: El sistema Mini
ESN puede ser usado
con cualquier equipo
controlado desde
computador de EDIBON.
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:
www.edibon.com/products/catalogues/es/units/fluidmechanicsaerodynamics/esn-fluidmechanics/ESN-FLUID_MECHANICS.pdf
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INFORMACIÓN DE PEDIDO
Items principales (siempre incluidos en el suministro)
El suministro mínimo siempre incluye:
Items opcionales (suministrados bajo petición específica)
a) Configuración Industrial
7
1 Equipo: TFC. Turbina Francis.
2
TFC/CIB. Caja-Interface de Control.
3
DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos.
4
TFC/CCSOF. Software de Control + Adquisición de Datos +
Manejo de Datos.
5
Cables y Accesorios, para un funcionamiento normal.
6
Manuales.
PLC. Control Industrial usando PLC (incluye el Módulo PLC-PI más el
Software de Control PLC-SOF):
- PCL-PI. Módulo PLC.
- TFC/PLC-SOF. Software de Control del PLC.
* IMPORTANTE: Bajo TFC nosotros siempre suministramos todos
los elementos para un funcionamiento inmediato: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional
8
TFC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador
(PC).
9
TFC/FSS. Sistema de Simulación de Fallos.
c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior
10
TFC/CAL. Software de Aprendizaje Asistido desde Computador (Cálculo y
Análisis de Resultados).
d) Opciones de Expansiones Multipuesto
11
Mini ESN. Sistema Mini Scada-Net de EDIBON.
12
ESN. Sistema Scada-Net de EDIBON.
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ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales)
1
2
3
4
5
6
Equipo TFC:
Estructura de aluminio anodizado y panel 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.
Modelo funcional de turbina Francis, con un distribuidor de palas directrices ajustables que permite controlar el ángulo de incidencia del agua de la turbina:
Diámetro de la turbina: 52 mm.
Rango de velocidad: 1200 r.p.m. aprox.
Rotor:
Número de palas de la turbina: 15.
Estator:
Número de palas directrices del distribuidor: 10.
Sistema de freno:
Freno de banda, con tensión ajustable.
Célula de carga-sensor de fuerza, rango: 0-20 N.
Bomba de agua, con velocidad variable, controlada desde computador (PC):
Altura máxima: 70 m.
Presión máxima: 7 bar.
Máximo caudal de agua: 120 l./min.
Potencia: 1,5 kW.
Depósito de agua transparente (de metacrilato), capacidad 130 l. aprox.
2 Sensores de presión del agua, rango: 0 a 6,7 bar.
Sensor de caudal de agua, rango: 0 a 200 l./min.
Sensor de velocidad, rango: 0-20000 rpm.
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.
TFC/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.
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 65536. Velocidad de muestreo hasta: 250 KS/s (kilo muestras por
segundo).
Salida analógica: Canales=2. Resolución=16 bits, 1 en 65536.
Entrada/Salida digital: Canales=24 entradas/salidas.
TFC/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.
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.
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Especificaciones de concurso (de los items principales)
Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales
1.- Determinación de las características operativas de la turbina Francis a diferentes velocidades.
2.- Salto hidráulico de la turbina.
3.- Determinación de las curvas de potencia N(n), Par Mm(n) y rendimiento (n) de la Turbina Francis a caudal constante y con álabes distribuidores abiertos.
4.- Determinación de las curvas de potencia N(n), Par Mm(n) y rendimiento (n) de la Turbina Francis a caudal constante y con álabes distribuidores cerrados.
5.- Determinación de las curvas de potencia N(Q), Salto H(Q) y rendimiento (Q) de la Turbina Francis con una velocidad de rotación constante y con álabes
directrices abiertos.
6.- Determinación de las curvas de potencia N(Q), Salto H(Q) y rendimiento (Q) de la Turbina Francis con una velocidad de rotación constante y con álabes
directrices cerrados.
7.- Análisis adimensional.
Posibilidades prácticas adicionales:
8.- Calibración de los sensores.
9.- Potencia de salida de la turbina frente la velocidad y flujo, a diferentes alturas.
10.- Efecto de la posición de las palas directrices en la eficiencia de la turbina.
11.- Investigación de la conversión de energía hidráulica en energía mecánica.
12.- Cálculo de la potencia de la turbina.
13.- Determinación de la eficiencia hidráulica de la turbina.
14.- Determinación del par y la velocidad de la turbina.
15.- Cálculo del caudal.
Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo:
16.- 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.
17.- 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.
18.- El Sistema de Control desde Computador con SCADA permite una simulación industrial real.
19.- Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y de software.
20.- Este equipo puede usarse para realizar investigación aplicada.
21.- Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica.
22.- Control del proceso del equipo TFC a través de la interface de control, sin el computador.
23.- Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo TFC.
-Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más.
-El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por él mismo.
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ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items opcionales)
a) Configuración industrial
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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.
-TFC/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 TFC 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 TFC.
3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo TFC.
4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo TFC.
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 TFC.
9.- Estructura del PLC.
10.- Configuración de las entradas y salidas del PLC.
11.- Posibilidades de configuración del PLC.
12.- Lenguajes de programación del PLC.
13.- Diferentes lenguajes estándar de programación del PLC.
14.- Nueva configuración y desarrollo de nuevos procesos.
15.- Manejo de un proceso establecido.
16.- Observar y ver los resultados y realizar comparaciones con el proceso del equipo TFC.
17.- Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo TFC.
18.- Ejercicios de programación del PLC.
19.- Aplicaciones del PLC propias de acuerdo con las necesidades del profesor y del alumno.
b) Configuración para Educación Técnica y Vocacional
TFC/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 (TFC/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.
-TFC/SOF. Software de Enseñanza Asistida desde Computador (Software del Alumno):
Explica como usar el equipo, como realizar los experimentos y qué hacer en cualquier momento.
Este Software contiene:
Teoría.
Ejercicios.
Prácticas guiadas.
Exámenes.
9 TFC/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.
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Especificaciones de concurso (de los items opcionales)
c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior
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TFC/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.
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
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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.
28918 LEGANÉS. (Madrid). ESPAÑA.
Tl.: 34-91-6199363 FAX: 34-91-6198647
E-mail: [email protected] WEB site: www.edibon.com
Edición: ED01/14
Fecha: Abril/2014
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