Especificaciones de concurso (de los items principales)






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EDIBON

Edición: ED01/13

Fecha: Agosto/2013

PASC

PASTEURIZADOR DE LABORATORIO CONTROLADO DESDE COMPUTADOR (PC),

CON SCADA Y CONTROL PID


ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items principales)

1 Equipo PASC:

Equipo de sobremesa montado sobre estructura de aluminio anodizado y paneles en acero pintado.

Principales elementos metálicos en acero inoxidable.

Diagrama en el panel frontal con similar distribución a la de los elementos en el equipo real.

Capacidad de pasteurización: 30 l./h.

Depósito de producto inicial de 5 litros de capacidad, fabricado en vidrio.

Bomba de alimentación (tipo peristáltica), controlada desde computador (PC), con caudal ajustable por medio de un variador de frecuencia:

Rango proceso: 0-30 l./h.

Rango CIP hasta 100 l./h.

Sistema de calentamiento de agua, compuesto por:

Bomba centrífuga de circulación de agua caliente, controlada desde computador (PC).

Resistencia de calentamiento de 1500 W, controlada desde computador (PC).

Depósito de acero inoxidable, capacidad: 7 litros.

Control PID desde el computador de la temperatura del agua del depósito.

Circuito fabricado en acero inoxidable.

Sensor de caudal para el agua caliente, rango de 0 hasta 6 l./min.

Interruptor de nivel para protección de la resistencia eléctrica de calentamiento.

Intercambiador de calor de placas dividido en tres secciones:

Nº de placas en la sección de intercambio: 6.

Nº de placas en la sección de pasteurización: 13.

Nº de placas en la sección de enfriamiento: 6.

En él se produce el proceso de pasteurización, mediante el paso a contracorriente del producto contra el agua de la resistencia.

Temperatura del agua en la sección de calentamiento: 80ºC. aprox.

Tiempo de retención: 20 segundos a 30 l./h. (aprox. para leche).

Además, se dispone de una etapa de enfriamiento del producto para su conservación.

Caudal de agua en la sección de enfriamiento, rango de 0-6 l./min.

Circuito de refrigeración de agua, fabricado en acero inoxidable.

Sensor de caudal para el agua de enfriamiento, con un rango de 0 hasta 6 l./min.

Circuito de alimento fabricado en material grado alimentario.

Se dispone de diferentes longitudes para variar los tiempos de residencia a temperatura de pasteurización.

Sistema Automático de Producción de Alimento Pasteurizado compuesto por una Electroválvula Solenoide de tres vías, controlada desde computador (PC), que además facilita el proceso de CIP (Clean in Place).

10 Sensores de temperatura tipo “J” con rango hasta 600ºC, para la medida de:

La temperatura de producto en las diferentes etapas del intercambiador de calor del pasteurizador.

Las temperaturas para control del agua caliente y del agua fría.

La temperatura del agua del depósito, controlada mediante control PID.

El equipo completo incluye también:

Sistema SCADA con Control Avanzado en Tiempo Real y Control PID.

Control Abierto + Multicontrol + Control en Tiempo Real.

Software de Control EDIBON específico, basado en Labview.

Tarjeta de Adquisición de Datos de National Instruments (250 KS/s, kilo muestras por segundo).

Ejercicios de calibración, incluidos, que enseñan al usuario cómo calibrar un sensor y la importancia de comprobar la precisión de los sensores antes de realizar las mediciones.

Compatibilidad del equipo con un proyector y/o una pizarra electrónica, que permiten explicar y demostrar el funcionamiento del equipo a toda la clase al mismo tiempo.

Preparado para realizar investigación aplicada, simulación industrial real, cursos de formación, etc.

El usuario puede realizar las prácticas controlando el equipo a distancia, y además es posible realizar el control a distancia por el departamento técnico de EDIBON.

El equipo es totalmente seguro, ya que dispone de 4 sistemas de seguridad (mecánico, eléctrico, electrónico y por software).

Diseñado y fabricado bajo varias normas de calidad.

Software opcional CAL, que ayuda al usuario a realizar los cálculos e interpretar los resultados.

Este equipo se ha diseñado para poder integrarse en futuras expansiones. Una expansión típica es el Sistema SCADA NET de EDIBON (ESN) que permite trabajar simultáneamente a varios estudiantes con varios equipos en una red local.

2 PASC/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 PID en tiempo real con flexibilidad de modificaciones de los parámetros PID desde el teclado del computador, en cualquier momento durante el proceso. Control PID en tiempo real de los parámetros que intervienen en el proceso simultáneamente. Control proporcional, control integral y control derivativo, basado en la fórmula matemática real del PID, mediante cambio de los valores, en cualquier momento, de las tres constantes de control (constantes proporcional, integral y derivativa).

Control abierto permitiendo modificaciones, en cualquier momento y en tiempo real, de los parámetros que intervienen en el proceso, simultáneamente.

Tres niveles de seguridad, uno mecánico en el equipo, otro electrónico en la interface de control y el tercero en el software de control.

3 DAB. Tarjeta de Adquisición de Datos:

La Tarjeta de Adquisición de Datos forma parte del sistema SCADA.

Tarjeta de adquisición de datos PCI (National Instruments) para ser alojada en un slot del computador.

Entrada analógica: Número de 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: Número de canales=2. Resolución=16 bits, 1 en 65536.

Entrada/Salida digital: Número de canales=24 entradas/salidas.

4 PASC /CCSOF. Software de Control y Control PID +Adquisición de Datos + Manejo de Datos:

Los tres softwares forman parte del sistema SCADA. Compatible con los standards de la industria.

Software flexible, abierto y multi-control, desarrollado con sistemas gráficos actuales de ventanas, actuando sobre todos los parámetros del proceso simultáneamente.

Control PID analógico y digital. Menú para la selección del PID y del punto de consigna requeridos en todo el rango de trabajo.

Manejo, manipulación, comparación y almacenamiento de los datos.

Velocidad de muestreo hasta 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.
Ejercicios y posibilidades prácticas para realizar con los items principales

1.- Estudio de la pasteurización HTST de productos alimenticios.

2.- Estudio de la destrucción de organismos dañinos.

3.- Calibración de la bomba peristáltica de alimentación.

4.- Arranque de la planta de pasteurización; funcionamiento con agua.

5.- Determinación de la relación entre la temperatura del agua de calentamiento en función del caudal líquido a pasteurizar.

6.- Determinar la curva de supervivencia para las distintas floras bacterianas.

7.- Determinar la temperatura umbral para un tiempo de calentamiento constante del producto a tratar.

8.- Determinar el tiempo necesario para obtener un volumen de esterilidad deseado.

9.- Determinar la curva del tiempo de reducción térmica.

10.- Estudio y aplicación de limpieza CIP del Pasteurizador.

11.- Estudio de diferentes métodos químicos de limpieza del equipo.

Posibilidades prácticas adicionales:

12.- Calibración de los sensores.

Otras posibilidades que pueden realizarse con este equipo:

13.- 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.

14.- 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.

15.- El Sistema de Control desde Computador con SCADA y Control PID permite una simulación industrial real.

16.- Este equipo es totalmente seguro ya que dispone de dispositivos de seguridad mecánicos, eléctricos/electrónicos y de software.

17.- Este equipo puede usarse para realizar investigación aplicada.

18.- Este equipo puede usarse para impartir cursos de formación a Industrias, incluso a otras Instituciones de Educación Técnica.

19.- Control del proceso del equipo PASC a través de la interface de control, sin el computador.

20.- Visualización de todos los valores de los sensores usados en el proceso del equipo PASC.

- Usando PLC-PI pueden realizarse adicionalmente 19 ejercicios más.

- El usuario puede realizar otros ejercicios diseñados por el mismo.
ESPECIFICACIONES DE CONCURSO (de los items opcionales)
a) Configuración Industrial

7 PLC. Control Industrial usando PLC (incluye el Módulo PLC-PI más el Software de Control PLC-SOF):

-PLC-PI. Módulo 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 digital.

Panasonic PLC:

Alta velocidad de procesos de 0,32 sec. Capacidad de programa de 32 K pasos. Contador de alta velocidad. Control PID multi-punto.

Módulos Panasonic de entradas/salidas digitales y entradas/salidas analógicas.

-PASC/PLC-SOF. Software de 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 PASC 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 PASC.

3.- Calibración de todos los sensores incluidos en el proceso del equipo PASC.

4.- Manejo de todos los actuadores que intervienen en el proceso del equipo PASC.

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 PASC.

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 standard 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 PASC.

17.- Posibilidad de crear nuevos procesos relacionados con el equipo PASC.

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

8 PASC/CAI. Sistema de Software de Enseñanza Asistida desde Computador (PC).

Este completo paquete consta del Software del Instructor (INS/SOF) totalmente integrado con el Software del Alumno (PASC/SOF).

-INS/SOF. Software de Administración de la Clase (Software del Instructor):

El Instructor puede:

Organizar a los alumnos por clases y grupos.

Crear fácilmente nuevas entradas o eliminarlas.

Crear bases de datos con información del alumno.

Analizar los resultados y realizar estadísticas comparativas.

Imprimir informes.

Desarrollar sus propios exámenes.

Detectar los progresos y dificultades del alumno.

-PASC/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 PASC/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.
c) Configuración para Educación Técnica y Vocacional y/o Educación Superior

10 PASC/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.

En clase CAL ayuda a realizar los cálculos necesarios para sacar las conclusiones correctas de los datos obtenidos durante la realización de las prácticas y experimentos.

CAL realizará los cálculos.

CAL computa los valores de todas las variables que intervienen.

Permite la opción de representaciones gráficas e impresión de resultados. Entre las opciones de gráficas, cualquier variable se puede representar contra cualquier otra.

Gran variedad de representaciones gráficas.

Ofrece una gran variedad de información tal como el valor de constantes, factores de conversión de unidades y tablas de derivadas e integrales.
d) Opciones de Expansiones Multipuesto

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.

El sistema Mini ESN consiste en la adaptación de cualquier Equipo Controlado desde Computador con SCADA y Control PID 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 y Control PID 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.



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