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SCADA für Vergleichstests von Holzöfen: thermische Kartierung und Umgebungsüberwachung
Sielco Sistemi —
Unabhängige Prüflabore und Hersteller, die die Leistung eines Holzofens bewerten, benötigen mehr als ein einzelnes Thermometer in der Nähe des Geräts: Sie müssen vergleichen, wie unterschiedliche Öfen denselben Raum unter denselben Umgebungsbedingungen beheizen, um objektive, wiederholbare Zahlen statt bloßer Eindrücke zu erhalten. Vergleichstests von Holzöfen erfordern ein Datenerfassungssystem, das ein vollständiges räumliches und umgebungsbezogenes Bild des Prüfraums erfassen, es mit dem Verbrennungsverhalten korrelieren und jeden Messwert für die spätere Auswertung speichern kann. Winlog Evo ist ein Referenzbeispiel für eine SCADA/HMI-Plattform, die genau für diese Art von instrumentiertem Prüfstand entwickelt wurde – egal ob traditionelle gusseiserne Holzöfen, Pelletöfen oder neuere hocheffiziente Modelle, die im selben klimatisierten Raum nebeneinander bewertet werden.
Prüfstandarchitektur: SCADA-Client und Datenerfassungsnetzwerk
Im Zentrum eines Prüfstands für Holzöfen steht ein SCADA-Client-Arbeitsplatz, der über einen TCP/IP-Server mit einem Netzwerk verteilter Datenerfassungsmodule verbunden ist, die im Prüfraum und entlang des Abgaskanals verteilt sind. Diese Architektur hält die Verkabelung lokal zu jeder Sensorgruppe und bietet dem Bediener gleichzeitig einen einzigen Punkt, von dem aus eine Testsitzung gestartet, Live-Messwerte beobachtet und Ergebnisse nach Abschluss eines Verbrennungszyklus überprüft werden können. Die Bibliothek der Kommunikationstreiber von Winlog Evo verbindet den SCADA-Client unabhängig von der für einen bestimmten Prüfstand gewählten Hardware mit den Erfassungsmodulen, und die Liste unterstützter Geräte macht es einfach, die Kompatibilität zu prüfen, bevor ein neuer Messkanal zu einem bestehenden Testaufbau hinzugefügt wird. Da ein Prüflabor einen langen, unbeaufsichtigten Verbrennungszyklus möglicherweise von einem anderen Büro oder Standort aus überwachen muss, ermöglicht SecureBridge einem Ingenieur den Fernzugriff auf den SCADA-Client des Prüfstands über eine verschlüsselte, authentifizierte Verbindung, ohne das Erfassungsnetzwerk direkt dem Internet auszusetzen.
Pt100-Sensormatrix und thermografische Kartierung des Prüfraums
Ein einzelner Sensor kann einem Prüftechniker nicht sagen, ob ein Ofen einen Raum gleichmäßig beheizt oder kalte Ecken hinterlässt. Deshalb wird der Prüfraum mit einer vollständigen Matrix aus Pt100-Temperatursensoren instrumentiert. Pt100-Fühler sind eine Art Widerstandsthermometer, dessen elektrischer Widerstand sich auf bekannte, hochstabile Weise mit der Temperatur ändert – weshalb sie die Standardwahl sind, wann immer ein Testprotokoll genaue, wiederholbare Messwerte statt einer groben Schätzung verlangt. Verteilt auf verschiedene Höhen und Positionen im Raum erfasst die Matrix die räumliche Temperaturverteilung, die von jedem getesteten Ofen erzeugt wird. Innerhalb der SCADA-Umgebung wird dieses Raster von Messwerten als thermografische Karten dargestellt – eine Technik im Zusammenhang mit der Thermografie –, sodass ein Prüftechniker auf einen Blick sehen kann, wo der Raum am wärmsten ist, wo er zurückbleibt und wie sich dieses Muster im Verlauf des Verbrennungszyklus des Ofens verändert. Dutzende einzelne Pt100-Kanäle in ein einziges farbcodiertes Bild zu verwandeln, lässt sich weit schneller interpretieren als eine Tabelle mit Zahlenwerten durchzuscrollen, insbesondere wenn mehrere Öfen und Testläufe direkt miteinander verglichen werden müssen.
Temperatur mit Feuchte, Druck und Abgasdaten korrelieren
Die Raumtemperatur allein erklärt nicht, warum sich eine Testsitzung anders verhalten hat als eine andere: Innen- und Außenluftfeuchte, Luftdruck und Abgastemperatur beeinflussen alle, wie ein Holzofen brennt und wie sich die erzeugte Wärme im Raum ausbreitet. Um diese Zusammenhänge sichtbar zu machen, wird das Datenerfassungssystem neben der Pt100-Matrix mit Sensoren integriert, die Innen- und Außenluftfeuchte, Luftdruck und die Temperatur der aus dem Ofen austretenden Abgase messen. Die Entwicklungswerkzeuge von Winlog Evo ermöglichen es einem Prüflabor, benutzerdefinierte berechnete Werte – etwa einen abgeleiteten Verbrennungseffizienz-Indikator – direkt im SCADA-Projekt hinzuzufügen, sodass Umgebungsmesswerte und thermische Karten gemeinsam interpretiert werden können, statt als getrennte Datensätze, die anschließend manuell abgeglichen werden müssen.
Kontinuierliche Datenaufzeichnung und Trendanalyse
All diese Instrumentierung nützt nichts, wenn die Messwerte nach Ende einer Testsitzung verschwinden. Deshalb werden alle erfassten Daten – Temperaturmatrix, Feuchte, Druck und Abgaswerte – kontinuierlich aufgezeichnet und gespeichert, für die spätere Überprüfung, den Vergleich zwischen Öfen und die Berichterstattung an Kunden oder Zertifizierungsstellen. Dasselbe historische Archiv, das eine Live-Thermokarte speist, treibt auch die Trendkurven an, mit denen ein Prüftechniker den zeitlichen Verlauf eines einzelnen Messpunkts untersuchen kann, etwa eines Pt100-Fühlers in der Nähe des Ofens, oder einer ganzen Gruppe zusammenhängender Parameter, die gemeinsam dargestellt werden, etwa Abgastemperatur gegenüber Raumtemperatur über einen gesamten Verbrennungszyklus. Da das Webserver-Modul von Winlog Evo dieselben Live-Daten- und Trendansichten in einem Browser veröffentlichen kann, können Kollegen, die sich nicht am Prüfstand befinden, eine Sitzung trotzdem live mitverfolgen, und für Labore, die dieses Testprojekt selbst aufbauen möchten, steht eine kostenlose Testversion der Plattform zur Verfügung.
Warum Vergleichstests und konsistente Daten wichtig sind
Effizienz und Emissionen von Holzöfen stehen zunehmend im Fokus von Regulierungsbehörden und Zertifizierungsprogrammen wie der US-amerikanischen Initiative EPA Burnwise, die sauberere, effizientere Holzheizgeräte sowie die dies untermauernden Tests fördert. Ein SCADA-basierter Prüfstand ersetzt nicht die eigenen Verfahren eines Zertifizierungslabors, bietet Herstellern und unabhängigen Prüfern jedoch dieselbe Disziplin, die früher im Prozess angewendet wird: identische Instrumentierung, identische Aufzeichnung sowie direkt vergleichbare thermografische Karten und Trendkurven für jeden bewerteten Ofen. Diese Konsistenz macht aus einer einzelnen Testsitzung einen Nachweis, auf den sich ein Kunde, eine Zertifizierungsstelle oder ein Ingenieurteam beim Vergleich verschiedener Holzofen-Designs tatsächlich verlassen kann.
Neugierig, wie das in einem echten Prüflabor aussieht? Testen Sie die Winlog-Evo-Webdemo, sehen Sie sich die verfügbaren Support-Ressourcen für ein neues Prüfstandsprojekt an, oder kontaktieren Sie Sielco Sistemi, um eine Installation für Holzofentests zu besprechen.
FAQ
- Was überwacht das SCADA-System während eines Vergleichstests von Holzöfen?
- Es überwacht die räumliche Temperaturverteilung, die von einer Pt100-Sensormatrix im Prüfraum erfasst wird, zusammen mit Innen- und Außenluftfeuchte, Luftdruck und Abgastemperatur, alles erfasst über ein Netzwerk von Datenerfassungsmodulen, die mit einem TCP/IP-Server verbunden sind.
- Warum werden Pt100-Sensoren anstelle eines einzigen Raumthermometers verwendet?
- Ein einzelnes Thermometer kann nicht zeigen, ob ein Ofen einen Raum gleichmäßig beheizt oder kalte Stellen hinterlässt, während eine vollständige Matrix aus Pt100-Widerstandsthermometern, verteilt auf verschiedene Höhen und Positionen, die tatsächliche räumliche Temperaturverteilung erfasst, die für eine genaue thermografische Karte erforderlich ist.
- Wie werden thermografische Karten aus den Pt100-Messwerten erzeugt?
- Innerhalb der SCADA-Umgebung wird das aus der Pt100-Matrix erfasste Raster von Messwerten als farbcodierte thermografische Karte dargestellt und verwandelt Dutzende einzelner Temperaturkanäle in ein einziges Bild, das auf einen Blick zeigt, wo der Prüfraum wärmer oder kühler ist.
- Wie korreliert das System die Temperaturdaten mit Feuchte- und Abgasbedingungen?
- Das Datenerfassungssystem wird mit zusätzlichen Sensoren für Innen- und Außenluftfeuchte, Luftdruck und Abgastemperatur integriert, und die Entwicklungswerkzeuge von Winlog Evo ermöglichen es, benutzerdefinierte berechnete Werte direkt im SCADA-Projekt hinzuzufügen, sodass Umgebungsmesswerte und thermische Karten gemeinsam interpretiert werden können.
- Können Daten einer Holzofen-Testsitzung nach Abschluss des Tests überprüft werden?
- Ja, alle erfassten Daten werden kontinuierlich aufgezeichnet und gespeichert, und Trendkurven ermöglichen es einem Prüftechniker, den zeitlichen Verlauf eines einzelnen Messwerts, etwa eines Pt100-Fühlers, oder einer ganzen Gruppe zusammenhängender Parameter gemeinsam zu untersuchen, etwa Abgastemperatur gegenüber Raumtemperatur über einen gesamten Verbrennungszyklus.
