SCADA para pruebas comparativas de estufas de leña: mapeo térmico y monitoreo ambiental

Sielco Sistemi — 11/09/2018

Los laboratorios de ensayo independientes y los fabricantes que evalúan el rendimiento de una estufa de leña necesitan algo más que un simple termómetro cerca del aparato: deben comparar cómo calientan la misma habitación distintas estufas, en las mismas condiciones ambientales, de forma que se obtengan cifras objetivas y repetibles en lugar de impresiones. La prueba comparativa de estufas de leña requiere un sistema de adquisición de datos capaz de capturar un cuadro espacial y ambiental completo de la sala de ensayo, correlacionarlo con el comportamiento de la combustión y conservar cada lectura para su análisis posterior. Winlog Evo es un ejemplo de referencia de plataforma SCADA/HMI diseñada precisamente para soportar este tipo de banco de pruebas instrumentado, ya se trate de estufas tradicionales de hierro fundido, estufas de pellets o modelos de nueva generación de alta eficiencia evaluados uno junto a otro en la misma sala climatizada.

Arquitectura del banco de pruebas: cliente SCADA y red de adquisición de datos

En el núcleo de un banco de pruebas para estufas de leña se encuentra un puesto cliente SCADA conectado, a través de un servidor TCP/IP, a una red de módulos de adquisición de datos distribuidos por la sala de ensayo y a lo largo del conducto de humos. Esta arquitectura mantiene el cableado local a cada grupo de sensores, ofreciendo al operador un único punto desde el que iniciar una sesión de prueba, observar las lecturas en vivo y revisar los resultados una vez finalizado un ciclo de combustión. La biblioteca de drivers de comunicación de Winlog Evo conecta el cliente SCADA con los módulos de adquisición con independencia del hardware específico elegido para un determinado banco de pruebas, y la lista de dispositivos compatibles permite comprobar fácilmente la compatibilidad antes de añadir un nuevo canal de medida a una instalación de prueba existente. Como un laboratorio de ensayo puede necesitar supervisar un ciclo de combustión largo y sin supervisión desde otra oficina o sede, SecureBridge permite a un ingeniero acceder de forma remota al cliente SCADA del banco de pruebas, mediante una conexión cifrada y autenticada, sin exponer directamente la red de adquisición a internet.

Matriz de sondas Pt100 y mapeo termográfico de la sala de ensayo

Un único sensor no puede decirle a un técnico si una estufa calienta la habitación de forma uniforme o deja rincones fríos, por eso la sala de ensayo se instrumenta con una auténtica matriz de sondas de temperatura Pt100. Las sondas Pt100 son un tipo de termorresistencia cuya resistencia eléctrica varía de forma conocida y muy estable con la temperatura, razón por la cual son la opción estándar siempre que un protocolo de prueba exige lecturas precisas y repetibles en lugar de una estimación aproximada. Distribuida a distintas alturas y posiciones en la sala, la matriz capta la distribución espacial de la temperatura producida por cada estufa evaluada. Dentro del entorno SCADA, esta cuadrícula de lecturas se representa como mapas termográficos — una técnica relacionada con la termografía — de modo que un técnico pueda ver de un vistazo dónde está más caliente la sala, dónde se queda atrás y cómo cambia ese patrón a medida que avanza el ciclo de combustión de la estufa. Convertir decenas de canales Pt100 individuales en una única imagen codificada por colores es mucho más rápido de interpretar que recorrer una tabla de valores numéricos, sobre todo cuando hay que comparar varias estufas y sesiones de prueba en paralelo.

Correlacionar la temperatura con la humedad, la presión y los datos de humos

La temperatura ambiente por sí sola no explica por qué una sesión de prueba se comportó de forma distinta a otra: la humedad interior y exterior, la presión atmosférica y la temperatura de los humos influyen todas en cómo arde una estufa de leña y cómo se propaga el calor que produce por la habitación. Para hacer visibles estas relaciones, el sistema de adquisición de datos se integra con sensores que miden la humedad interior y exterior, la presión atmosférica y la temperatura de los humos que salen de la estufa, junto con la matriz Pt100. Las herramientas de desarrollo de Winlog Evo permiten a un laboratorio de ensayo añadir valores calculados personalizados — como un indicador de eficiencia de combustión derivado — directamente dentro del proyecto SCADA, de modo que las lecturas ambientales y los mapas térmicos puedan interpretarse conjuntamente, en lugar de como conjuntos de datos separados que haya que conciliar a mano después.

Registro continuo de datos y análisis de tendencias

Ninguna de estas instrumentaciones sirve de nada si las lecturas desaparecen al terminar una sesión de prueba, por eso todos los datos adquiridos — matriz de temperatura, humedad, presión y valores de humos — se registran y almacenan de forma continua para su revisión posterior, la comparación entre estufas y la elaboración de informes para clientes u organismos de certificación. El mismo archivo histórico que alimenta un mapa termográfico en vivo también genera los gráficos de tendencia, que permiten a un técnico examinar la evolución temporal de un único punto de medida, como una sonda Pt100 cercana a la estufa, o de todo un grupo de parámetros relacionados representados juntos, como la temperatura de los humos frente a la temperatura ambiente a lo largo de un ciclo de combustión completo. Como el módulo de servidor web de Winlog Evo puede publicar las mismas vistas de datos en vivo y tendencias en un navegador, los compañeros que no están en el banco de pruebas pueden seguir igualmente una sesión mientras ocurre, y hay disponible una copia de evaluación gratuita de la plataforma para los laboratorios que quieran probar a construir ellos mismos este tipo de proyecto de prueba.

Por qué importan las pruebas comparativas y los datos coherentes

La eficiencia y las emisiones de las estufas de leña están cada vez más bajo el escrutinio de reguladores y programas de certificación como la iniciativa estadounidense EPA Burnwise, que promueve generadores de calor de leña más limpios y eficientes y las pruebas que respaldan esas afirmaciones. Un banco de pruebas basado en SCADA no sustituye los procedimientos propios de un laboratorio de certificación, pero ofrece a fabricantes y evaluadores independientes la misma disciplina aplicada más arriba en el proceso: instrumentación idéntica, registro idéntico y mapas termográficos y gráficos de tendencia directamente comparables para cada estufa evaluada. Esa coherencia es lo que convierte una única sesión de prueba en una evidencia en la que un cliente, un organismo de certificación o un equipo de ingeniería pueden realmente confiar al comparar un diseño de estufa de leña con otro.

¿Quiere ver cómo se ve esto en un laboratorio de ensayo real? Pruebe la demo web de Winlog Evo, consulte los recursos de soporte disponibles para un nuevo proyecto de banco de pruebas, o contacte con Sielco Sistemi para hablar de una instalación de pruebas de estufas de leña.

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