MODERNIZAREA SISTEMULUI DE MONITORIZARE ÎN LABORATOARELE DE ÎNCERCĂRI ÎN CONSTRUCŢII

Size: px

Start display at page:

Download "MODERNIZAREA SISTEMULUI DE MONITORIZARE ÎN LABORATOARELE DE ÎNCERCĂRI ÎN CONSTRUCŢII"

Frank Rodgers
5 years ago
Views:

1 MODERNIZAREA SISTEMULUI DE MONITORIZARE ÎN LABORATOARELE DE ÎNCERCĂRI ÎN CONSTRUCŢII Ing. Arsene Liviu Sorin, ICECON SA Bucureşti Dr. Ing. Badiu Marian, ICECON SA Bucureşti Drd. Ing. Paiovici Roza, ICECON SA Bucureşti Abstract We present the way of the modernization with a system of heating, thermostating and self recording value of temperature for cabinet dryer and vat of keep the proofs of cement and concret. Cuvinte cheie: beton, ciment, temperatură, cuvă, etuvă, monitorizare 1. SITUATIA EXISTENTĂ ÎNAINTE DE MODERNIZARE În laboratorul societăţii amintite, cuvele pentru menţinerea probelor de beton şi ciment sub apă nu aveau un sistem de încălzire, regulator de temperatură şi nici sistem de înregistrare automată a temperaturii apei. Temperatura se verifica utilizând un termometru cu mercur, iar citirea acestuia şi înregistrarea temperaturii se făcea manual, cu erorile de citire ce ţin de fiecare persoană în parte. În afara programului de lucru nu se făceau înregistrări ale evoluţiei temperaturii apei. Etuva avea în general partea de automatizare defectă sau depăşită moral (regulator de temperatură improvizat, nefuncţional din lipsa traductoarelor). Realizarea unor determinări precise era dificil de realizat datorită dificultăţilor de verificare fie şi manuală a temperaturii. 2. SOLUŢIA ADOPTATĂ 2.1 Pentru cuva de betoane Pentru modernizare am optat pentru montarea unui sistem de încălzire a apei, a unui modul de comandă al încălzirii şi a unui traductor de temperatură. Cuvele pentru menţinerea probelor de beton au un volum mare de apă având capacităţi în jur de 1 mc, sub diferite forme geometrice, la cazul studiat cca 2 x 1,2 x 0,4 m. Pentru încălzirea cât mai uniformă a acestui volum de apă am optat pentru montarea a 4 rezistenţe distribuite câte două pe cele două laturi, spre colţuri, la 50 mm de fundul cuvei. Rezistenţele de încălzire sunt de tipul celor utilizate la boilerele electrice şi au puterea de 1kW. Pentru a evita şocurile de temperatură (totuşi apa trebuie menţinută la doar 20 o C) cele patru rezistenţe de încălzire au fost conectate în serie. În această configuraţie, puterea totală dezvoltată de cele patru rezistenţe este de 16 ori mai mică decât suma puterilor nominale a acestora, tabelul 1. Tabelul 1

Felul circuitului Rezistenţa Puterea În paralel (p) Rp= R/4 PP = U 2 /Rp = 4U 2 /R În serie (s) Rs= 4R Ps = U 2 /Rs = U 2 /4R Ps/ PP = 1/16 Alimentarea rezistenţelor este controlată de un modul de

2 Felul circuitului Rezistenţa Puterea În paralel (p) Rp= R/4 PP = U 2 /Rp = 4U 2 /R În serie (s) Rs= 4R Ps = U 2 /Rs = U 2 /4R Ps/ PP = 1/16 Alimentarea rezistenţelor este controlată de un modul de comandă, funcţie de temperatura măsurată de o termorezistenţă amplasată pe un suport în centrul cuvei şi cufundată cu partea sensibilă în apă, aşa cum rezultă din schema electrică din figura 1. Fig.1. Montajul electric pentru cuva de menţinere a probelor de beton Modulul de comandă (delimitat cu linie întreruptă), are ca element principal un regulator de temperatură numeric A1, programabil, prevăzut cu placă de comunicaţie pe reţea 485, care are panoul frontal ca în figura 2. În funcţionare, pe poziţia liniilor verzi orizontale apare temperatura măsurată de traductor. Pe poziţia cifrei 0 roşie este afişată permanent temperatura programată. LED-ul verde dreptunghiular din stânga sus aprins semnifică faptul că este programat şi cuplat primul releu de comandă al regulatorului. Următoarele 2 LED-uri roşii indică programarea şi cuplarea a următoarelor 2 relee de comandă din construcţia regulatorului. Cele trei butoane de la partea inferioară servesc la programare. Modul de programare este detaliat în cartea tehnică care însoţeşte produsul, şi nu se va prezenta în această lucrare. Regulatorul a fost programat pentru temperatura de 20 o C. Atât timp cât temperatura apei, măsurată de termorezistenţă este sub această valoare, contactul de la ieşirile este închis (vezi figura nr.1), iar rezistenţele de încălzire sunt alimentate de contactorul K1. Fig.2. Panou frontal regulator După depăşirea temperaturii programate, alimentarea rezistenţelor este întreruptă. Acest controler comunică printr-o reţea serială cu un PC în care se află programul de aplicaţie pentru monitorizarea temperaturilor. Pe ecranul sinoptic al programului de aplicaţie afişat pe monitor s-a configurat imaginea din figura 3:

Pe soft sunt configurate toate controlerele conectate de pe reţea. Când programul este activat, imaginile controlerelor de pe PC copie întrutotul informaţiile de pe controlerele de pe teren.

3 Pe soft sunt configurate toate controlerele conectate de pe reţea. Când programul este activat, imaginile controlerelor de pe PC copie întrutotul informaţiile de pe controlerele de pe teren. În plus, programul are facilităţi de memorare a valorilor afişate, atât grafic cât şi într-un fişier text, prin click stânga pe butonul. Intervalul de timp între două valori de temperatură memorate poate fi programat între 1 secundă şi 24 ore. În figura 3 se poate vedea panoul sinoptic al programului cu graficul configurat: Fig.3. Panoul sinoptic al programului Se constată din figura că valoarea dorită a temperaturii a fost scalată în centrul graficului, şi rezoluţia pe orizontală (axa timpului) este 20 de minute. 2.2 Pentru cuva de cimenturi Am adoptat o soluţie similară cu cea de la cuva de menţinere a probelor pentru betoane. Singura diferenţă constă în montarea a doar 2 rezistenţe de încălzire înseriate, care debitează o putere de 4 ori mai mică decât suma puterilor nominale a acestora, conform tabelului 2.

4 Tip circuit Rezistenţă echivalentă PUTEREA În paralel (p) Rp= R/2 PP = U 2 /Rp = 2U 2 /R În serie (s) Rs= 2R Ps = U 2 /Rs = U 2 /2R Ps/ PP = 1/4 Tabelul 2 Fig.4.Montajul electric pentru cuva de menţinere a probelor de cimenturi

Fig.6. Panou sinoptic al programului reprezentări grafice separate Montarea celor două rezistenţe a fost impusă de dimensiunile mult mai mici ale cuvelor care au capacităţi de cca. 0,5 mc.

5 Fig.6. Panou sinoptic al programului reprezentări grafice separate Montarea celor două rezistenţe a fost impusă de dimensiunile mult mai mici ale cuvelor care au capacităţi de cca. 0,5 mc. şi deci cantitatea de apă care trebuie încălzită este mult mai mică. Cuva are un modul de comandă cu un regulator inteligent de temperatură ca cel de la cuva pentru menţinerea probelor de beton (figura 4), legat împreună cu acesta în reţeaua tip 485. Şi datele de la acest controler ajung la PC-ul pe care rulează programul de aplicaţie unde pot fi înregis-trate pe acelaşi grafic cu cele de la cuva de betoane ca în figura 5. Graficul pentru cuva de betoane se va trasa cu linie roşie, iar cel pentru cuva de cimenturi cu linie albastră. Datele pentru cuva de cimenturi se pot reprezenta şi în grafic separat ca în figura Pentru etuvă Aceasta are în general din construcţie 2 rezistenţe de încălzire. În cadrul acestei modernizări, am adăugat un regulator de temperatură ca cele de mai sus, un traductor de temperatură şi două contactoare, după cum rezultă din figura 7:

6 Fig.7. Montajul electric pentru etuvă La etuvă sunt programate două praguri de temperatură şi sunt comandate corespunzător două contactoare de alimentare a rezistenţelor de încălzire. Operatorul programează doar temperatura la care se doreşte încălzirea etuvei, celălalt prag ajustându-se automat la 80% din cel programat. Atât timp cât temperatura în incintă este sub 80% din cea programată, sunt cuplate ambele contactoare şi rezistenţele de încălzire sunt alimentate în paralel, debitând puterea maximă. După depăşirea acestui prag, ramâne cuplat numai contactorul K2, situaţie în care cele două rezistenţe sunt alimentate în serie, şi puterea disipată de acestea este de 4 ori mai mică. Se reduc astfel oscilaţiile de temperatură în jurul valorii programate. Funcţie de numărul rezistenţelor de încălzire, se pot proiecta şi alte scheme de comutare a conectării acestora. Când este în funcţionare şi datele de la etuvă ajung prin reţea la softul prezentat mai sus se poate realiza înregistrarea grafică a acestora, pe grafic separat sau pe acelaşi grafic cu oricare din datele celorlalte aplicaţii; chiar toate trei pe acelaşi grafic, ca în figura 8:

Fig.8. Panou sinoptic al programului. Fiecare grafic va fi desenat în culoarea în care este inscripţionat în legenda din dreapta. Graficul probelor din beton în roşu.

7 Fig.8. Panou sinoptic al programului. Fiecare grafic va fi desenat în culoarea în care este inscripţionat în legenda din dreapta. Graficul probelor din beton în roşu. Graficul probelor de ciment în albastru. Graficul temperaturii din etuva în verde. 2.5 Sistemul de achiziţie date Este alcătuit din: 1: Un PC desktop pe care rulează programul de aplicaţie, a cărui funcţionare a fost prezentată mai sus cu un port serial de tip RS Un convertor de reţea RS tip K3-ADE. 3. O reţea de date pe standard 485 care porneşte din convertorul RS şi trece pe la fiecare controler de temperatură.

8 3. CARACTERISTICI TEHNICE ALE SISTEMULUI DE MONITORIZARE TEMPERATURI Tabelul 3 Caracteristici Cuvă betoane Cuvă Etuvă cimenturi 1 Puterea instalată 270 kw 520 kw 2000 kw Rezoluţia la programarea 2 temperaturii 0,1 0 C pentru toate controlerele 3 Rezoluţia la afişarea temperaturii 0,1 0 C pentru toate controlerele 4 Mod de programare a temperaturii Local sau direct de pe PC 5 Tip de traductor utilizat PT Mod de conectare termorezistenţă Pe 3 fire, cu cablu ecranat 7 Gama de temperaturi de lucru C C C 8 Etalonarea sistemului de măsură electronică a temperaturii Prin comparaţie cu un sistem de măsură metrologic, se ajustează în programul controlerului parametrul Δt. Precizia sistemului de măsură 9 (SM-Sensor Maxim) ±0,25% x SM ± 1 0 C 10 Coeficient de variaţie cu temperatura 50 ppm/ 0 C SM tipic Rejecţia semnalului de mod 11 diferenţial 60 db la Hz 12 Indicator temperatură măsurată 4 digiţi, af. verde, max. 999,9 o C 13 Indicator temperatură programată 4 digiţi, af. roşu, max o C 14 Grad de protecţie a controlerului IP66 la panoul frontal Concluzii Modernizarea prezentată în această lucrare, realizată in cadrul laboratorului S.C. CONFORT S.A. GALAŢI, simplifică activitatea într-un laborator de încercări în construcţii, eliminând factorul uman din activitatea de urmărire şi măsurare a temperaturilor în cuvele de păstrare a probelor. Bibilografie [1] Soft specializat [2] SR EN :2002 Încercare pe beton întarit. Partea 2: Pregatirea si conservarea epruvetelor pentru încercari de rezistenta

Metrici LPR interfatare cu Barix Barionet 50 -

Metrici LPR interfatare cu Barix Barionet 50 - Barionet 50 este un lan controller produs de Barix, care poate fi folosit in combinatie cu Metrici LPR, pentru a deschide bariera atunci cand un numar de