SCADA per test comparativi su stufe a legna: mappatura termica e monitoraggio ambientale

Sielco Sistemi — 11/09/2018

I laboratori di prova indipendenti e i produttori che valutano le prestazioni di una stufa a legna hanno bisogno di più di un semplice termometro vicino all’apparecchio: devono confrontare come stufe diverse riscaldano lo stesso ambiente, nelle medesime condizioni ambientali, in modo da ottenere numeri oggettivi e ripetibili anziché semplici impressioni. Il test comparativo di stufe a legna richiede un sistema di acquisizione dati capace di catturare un quadro spaziale e ambientale completo della sala di prova, correlarlo con il comportamento della combustione e conservare ogni lettura per l’analisi successiva. Winlog Evo è un esempio di riferimento di piattaforma SCADA/HMI progettata proprio per supportare questo tipo di banco prova strumentato, che si tratti di tradizionali stufe a legna in ghisa, stufe a pellet o modelli di nuova generazione ad alta efficienza valutati fianco a fianco nella stessa sala climatizzata.

Architettura del banco prova: client SCADA e rete di acquisizione dati

Al centro di un banco prova per stufe a legna si trova una postazione client SCADA collegata, tramite un server TCP/IP, a una rete di moduli di acquisizione dati distribuiti nella sala di prova e lungo il condotto dei fumi. Questa architettura mantiene il cablaggio locale a ciascun gruppo di sensori, offrendo all’operatore un unico punto da cui avviare una sessione di test, osservare le letture in tempo reale e rivedere i risultati al termine di un ciclo di combustione. La libreria di driver di comunicazione di Winlog Evo collega il client SCADA ai moduli di acquisizione indipendentemente dall’hardware specifico scelto per un determinato banco prova, e l’elenco dei dispositivi supportati permette di verificare facilmente la compatibilità prima di aggiungere un nuovo canale di misura a un impianto di test esistente. Poiché un laboratorio di prova può dover controllare un lungo ciclo di combustione non presidiato da un altro ufficio o sito, SecureBridge consente a un tecnico di raggiungere da remoto il client SCADA del banco prova, tramite una connessione cifrata e autenticata, senza esporre direttamente la rete di acquisizione a internet.

Matrice di sonde Pt100 e mappatura termografica della sala di prova

Un singolo sensore non può dire a un tecnico se una stufa riscalda uniformemente un ambiente o lascia angoli freddi, per questo la sala di prova viene strumentata con una vera e propria matrice di sonde di temperatura Pt100. Le sonde Pt100 sono un tipo di termoresistenza la cui resistenza elettrica varia in modo noto e molto stabile con la temperatura, motivo per cui rappresentano la scelta standard ogni volta che un protocollo di prova richiede letture accurate e ripetibili invece di una stima approssimativa. Distribuita a diverse altezze e posizioni nella sala, la matrice cattura la distribuzione spaziale della temperatura prodotta da ciascuna stufa testata. All’interno dell’ambiente SCADA, questa griglia di letture viene visualizzata come mappe termografiche — una tecnica correlata alla termografia — così che un tecnico possa vedere a colpo d’occhio dove la sala è più calda, dove resta indietro e come questo schema cambia con il procedere del ciclo di combustione della stufa. Trasformare decine di canali Pt100 individuali in un’unica immagine a colori è molto più rapido da interpretare rispetto a scorrere una tabella di valori numerici, soprattutto quando occorre confrontare fianco a fianco più stufe e più sessioni di prova.

Correlare la temperatura con umidità, pressione e dati sui fumi

La sola temperatura ambiente non spiega perché una sessione di prova si sia comportata diversamente da un’altra: umidità interna ed esterna, pressione atmosferica e temperatura dei fumi influenzano tutte il modo in cui una stufa a legna brucia e come il calore prodotto si diffonde nell’ambiente. Per rendere visibili queste relazioni, il sistema di acquisizione dati è integrato con sensori che misurano umidità interna ed esterna, pressione atmosferica e temperatura dei fumi in uscita dalla stufa, insieme alla matrice Pt100. Gli strumenti di sviluppo di Winlog Evo permettono a un laboratorio di prova di aggiungere valori calcolati personalizzati — come un indicatore di efficienza di combustione derivato — direttamente all’interno del progetto SCADA, così le letture ambientali e le mappe termiche possono essere interpretate insieme, invece che come insiemi di dati separati da riconciliare a mano in un secondo momento.

Registrazione continua dei dati e analisi delle tendenze

Nessuna di queste strumentazioni è utile se le letture scompaiono al termine di una sessione di prova, per questo tutti i dati acquisiti — matrice di temperatura, umidità, pressione e valori dei fumi — vengono registrati e archiviati continuamente per la revisione successiva, il confronto tra stufe e la reportistica verso clienti o enti di certificazione. Lo stesso archivio storico che alimenta una mappa termografica in tempo reale genera anche i grafici di tendenza, che permettono a un tecnico di esaminare l’evoluzione temporale di un singolo punto di misura, come una sonda Pt100 vicino alla stufa, oppure di un intero gruppo di parametri correlati rappresentati insieme, come la temperatura dei fumi rispetto alla temperatura ambiente lungo un intero ciclo di combustione. Poiché il modulo web server di Winlog Evo può pubblicare le stesse viste di dati live e tendenze su un browser, i colleghi non presenti al banco prova possono comunque seguire una sessione mentre si svolge, e una copia di valutazione gratuita della piattaforma è disponibile per i laboratori che vogliono provare a costruire da sé questo tipo di progetto di test.

Perché contano i test comparativi e dati coerenti

L’efficienza e le emissioni delle stufe a legna sono sempre più al centro dell’attenzione di enti regolatori e programmi di certificazione come l’iniziativa statunitense EPA Burnwise, che promuove generatori di calore a legna più puliti ed efficienti e le prove che ne sostengono le prestazioni dichiarate. Un banco prova basato su SCADA non sostituisce le procedure di un laboratorio di certificazione, ma offre a produttori e verificatori indipendenti la stessa disciplina applicata più a monte nel processo: strumentazione identica, registrazione identica e mappe termografiche e grafici di tendenza direttamente confrontabili per ogni stufa valutata. Questa coerenza è ciò che trasforma una singola sessione di prova in una prova concreta su cui un cliente, un ente di certificazione o un team tecnico possono davvero fare affidamento quando confrontano un modello di stufa a legna con un altro.

Curioso di vedere come si presenta in un laboratorio di prova reale? Prova la demo web di Winlog Evo, consulta le risorse di supporto disponibili per un nuovo progetto di banco prova, oppure contatta Sielco Sistemi per discutere un’installazione per il test di stufe a legna.

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