SCADA pour essais comparatifs de poêles à bois: cartographie thermique et surveillance environnementale

Sielco Sistemi — 11/09/2018

Les laboratoires d’essais indépendants et les fabricants qui évaluent la performance d’un poêle à bois ont besoin de bien plus qu’un simple thermomètre placé près de l’appareil: ils doivent comparer la façon dont différents poêles chauffent la même pièce, dans les mêmes conditions environnementales, afin d’obtenir des chiffres objectifs et reproductibles plutôt que de simples impressions. L’essai comparatif de poêles à bois nécessite un système d’acquisition de données capable de saisir un tableau spatial et environnemental complet de la salle d’essai, de le corréler au comportement de la combustion, et de conserver chaque relevé pour une analyse ultérieure. Winlog Evo est un exemple de référence de plateforme SCADA/HMI conçue précisément pour prendre en charge ce type de banc d’essai instrumenté, qu’il s’agisse de poêles traditionnels en fonte, de poêles à granulés ou de modèles de nouvelle génération à haut rendement évalués côte à côte dans la même salle climatisée.

Architecture du banc d’essai: client SCADA et réseau d’acquisition de données

Au cœur d’un banc d’essai pour poêles à bois se trouve un poste client SCADA relié, via un serveur TCP/IP, à un réseau de modules d’acquisition de données répartis dans la salle d’essai et le long du conduit de fumées. Cette architecture conserve le câblage local à chaque groupe de capteurs, tout en offrant à l’opérateur un point unique à partir duquel démarrer une session d’essai, suivre les relevés en direct et examiner les résultats une fois un cycle de combustion terminé. La bibliothèque de drivers de communication de Winlog Evo relie le client SCADA aux modules d’acquisition quel que soit le matériel spécifique choisi pour un banc d’essai donné, et la liste des appareils pris en charge permet de vérifier facilement la compatibilité avant d’ajouter une nouvelle voie de mesure à une installation d’essai existante. Un laboratoire d’essais pouvant avoir besoin de suivre un long cycle de combustion sans surveillance depuis un autre bureau ou site, SecureBridge permet à un ingénieur d’accéder à distance au client SCADA du banc d’essai, via une connexion chiffrée et authentifiée, sans exposer directement le réseau d’acquisition à internet.

Matrice de sondes Pt100 et cartographie thermographique de la salle d’essai

Un seul capteur ne peut pas indiquer à un technicien si un poêle chauffe la pièce de façon homogène ou laisse des coins froids; c’est pourquoi la salle d’essai est instrumentée avec une véritable matrice de sondes de température Pt100. Les sondes Pt100 sont un type de thermomètre à résistance de platine dont la résistance électrique varie de façon connue et très stable avec la température, ce qui en fait le choix standard chaque fois qu’un protocole d’essai exige des relevés précis et reproductibles plutôt qu’une estimation approximative. Répartie à différentes hauteurs et positions dans la pièce, la matrice saisit la distribution spatiale de la température produite par chaque poêle testé. Au sein de l’environnement SCADA, cette grille de relevés est restituée sous forme de cartes thermographiques — une technique liée à la thermographie — de sorte qu’un technicien puisse voir en un coup d’œil où la pièce est la plus chaude, où elle accuse un retard, et comment ce schéma évolue au fil du cycle de combustion du poêle. Transformer des dizaines de voies Pt100 individuelles en une seule image codée par couleurs est bien plus rapide à interpréter que de parcourir un tableau de valeurs numériques, surtout lorsqu’il faut comparer plusieurs poêles et sessions d’essai côte à côte.

Corréler la température avec l’humidité, la pression et les données de fumées

La température ambiante seule n’explique pas pourquoi une session d’essai s’est comportée différemment d’une autre: l’humidité intérieure et extérieure, la pression atmosphérique et la température des fumées influencent toutes la façon dont un poêle à bois brûle et dont la chaleur produite se diffuse dans la pièce. Pour rendre ces relations visibles, le système d’acquisition de données est intégré à des capteurs mesurant l’humidité intérieure et extérieure, la pression atmosphérique et la température des fumées sortant du poêle, aux côtés de la matrice Pt100. Les outils de développement de Winlog Evo permettent à un laboratoire d’essais d’ajouter des valeurs calculées personnalisées — comme un indicateur d’efficacité de combustion dérivé — directement au sein du projet SCADA, de sorte que les relevés environnementaux et les cartes thermiques puissent être interprétés ensemble, plutôt que comme des jeux de données séparés à réconcilier manuellement par la suite.

Enregistrement continu des données et analyse des tendances

Toute cette instrumentation ne sert à rien si les relevés disparaissent à la fin d’une session d’essai; c’est pourquoi toutes les données acquises — matrice de température, humidité, pression et valeurs des fumées — sont enregistrées et stockées en continu pour un examen ultérieur, la comparaison entre poêles et le reporting vers les clients ou les organismes de certification. Les mêmes archives historiques qui alimentent une carte thermographique en direct génèrent également les courbes de tendance, qui permettent à un technicien d’examiner l’évolution temporelle d’un seul point de mesure, comme une sonde Pt100 proche du poêle, ou d’un groupe entier de paramètres liés tracés ensemble, comme la température des fumées par rapport à la température ambiante sur un cycle de combustion complet. Le module serveur web de Winlog Evo pouvant publier ces mêmes vues de données en direct et de tendances sur un navigateur, des collègues qui ne sont pas présents au banc d’essai peuvent tout de même suivre une session en cours, et une copie d'évaluation gratuite de la plateforme est disponible pour les laboratoires souhaitant essayer de construire eux-mêmes ce type de projet d’essai.

Pourquoi les essais comparatifs et des données cohérentes comptent

L’efficacité et les émissions des poêles à bois font l’objet d’un contrôle croissant de la part des régulateurs et des programmes de certification tels que l’initiative américaine EPA Burnwise, qui promeut des appareils de chauffage au bois plus propres et plus efficaces, ainsi que les essais qui étayent ces affirmations. Un banc d’essai basé sur SCADA ne remplace pas les procédures propres d’un laboratoire de certification, mais il offre aux fabricants et aux évaluateurs indépendants la même rigueur appliquée en amont du processus: instrumentation identique, enregistrement identique, et cartes thermographiques ainsi que courbes de tendance directement comparables pour chaque poêle évalué. Cette cohérence est ce qui transforme une simple session d’essai en une preuve sur laquelle un client, un organisme de certification ou une équipe d’ingénierie peuvent véritablement s’appuyer lorsqu’ils comparent un modèle de poêle à bois à un autre.

Curieux de voir à quoi cela ressemble dans un laboratoire d’essais réel? Essayez la démo web de Winlog Evo, consultez les ressources d'assistance disponibles pour un nouveau projet de banc d’essai, ou contactez Sielco Sistemi pour discuter d’une installation d’essai de poêles à bois.

Autres Articles