BPG – SNG6 YPFB – SN 543 MANUAL DE OPERADOR Itron Soluciones de Medida España S.A. Pol. Ind. El Congost – Parcela 8 Sector J 08170 Montornès del Vallès (Barcelona) Spain Tel.+34 93 565 36 00 Fax.+34 93 565 36 14 info.spain@itron.com INDICE 1 INTRODUCCIÓN........................................................................................ 4 2 INSTRUCTIONES DE SEGURIDAD .......................................................... 6 3 PRINCIPIO OPERATIVO ........................................................................... 9 4 DESCRIPCIÓN ......................................................................................... 11 4.1. Circuito metrológico ........................................................................... 11 4.1.1 Toberas ...................................................................................... 13 4.1.1.1 Características........................................................................ 16 4.1.2 Válvulas ...................................................................................... 16 4.2. Armarios eléctricos. ........................................................................... 20 4.2.1 Armario de Poténcia (+Ap) ......................................................... 20 4.2.2 Armario de Botones (+Ab).......................................................... 30 4.2.3 Armario Superior (+As) .............................................................. 32 4.3. Circuito Neumático ............................................................................ 37 4.3.1 Grupo de entrada de aire comprimido ....................................... 38 4.3.2 Armario de Neumática (+An)...................................................... 39 4.3.2.1 Zona de las toberas. ............................................................... 40 4.3.2.2 Presostatos de comprobación de fugas. ................................ 41 4.3.2.3 Control de los cilindros de cierre de la linea de contadores. .. 42 4.3.3 Sistema de cierre de los contadores .......................................... 44 4.4. Sistema informático ........................................................................... 47 4.4.1 Ordenador .................................................................................. 48 4.4.2 Comunicaciones de red ............................................................. 48 5 ADQUISICIÓN DE DATOS ...................................................................... 49 5.1. Sensores ........................................................................................... 49 5.1.1 Sensores de temperatura........................................................... 49 5.1.2 Sensor de presión absoluta (PA) ............................................... 52 5.1.3 Sensores de presión relativa ...................................................... 52 5.1.4 Sensor de Humedad .................................................................. 53 5.2. Sistema de adquisición de datos ....................................................... 54 5.2.1 Nudams ...................................................................................... 55 5.3. Adquisición de pulsos ........................................................................ 56 6 INSTALACIÓN.......................................................................................... 59 6.1. Instalación del banco de pruebas. ..................................................... 59 6.1.1 Requerimientos eléctricos .......................................................... 59 6.1.2 Requerimientos del aire comprimido.......................................... 60 6.1.3 Instalación de la bomba de vacío. .............................................. 60 6.1.4 Instalación del PC ...................................................................... 62 6.2. Puesta en marcha del equipo ............................................................ 63 BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 2 6.3. 6.4. Alarmas ............................................................................................. 63 Requerimientos del Laboratorio ........................................................ 65 7 TEST ........................................................................................................ 67 7.1. Control de fugas. ............................................................................... 67 7.2. Ensayos de calibración ..................................................................... 68 7.2.1 Ensayo automático ..................................................................... 68 7.2.2 Ensayo manual .......................................................................... 69 8 MANTENIMIENTO ................................................................................... 70 8.1. Filtro de aire comprimido ................................................................... 70 8.2. Filtro de toberas ................................................................................ 70 8.3. Bomba de Vacío ................................................................................ 71 8.4. Periodo de calibración del banco de pruebas ................................... 71 9 COMPONENTES DEL BANCO DE PRUEBAS ....................................... 73 9.1. Sensores electrónicos. ...................................................................... 73 9.2. Componentes electrónicos. ............................................................... 74 9.3. Válvulas ............................................................................................. 75 9.4. Presostatos. ...................................................................................... 76 BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 3 1 INTRODUCCIÓN La BPG SNG6 es una bancada de calibración y verificación de alta productividad y precisión. Está diseñada para contadores de gas de diafragma con caudales que oscilan desde 16 l/h hasta 10000 l/h. Los diferentes caudales se consiguen como combinación de un conjunto de ocho toberas que actúan como elementos de referencia del banco de calibración. Este banco de pruebas es un elemento compacto, con capacidad para diez contadores. El aire circula desde la atmósfera a través de los contadores de ensayo y posteriormente a través del bloque de toberas. El aire es finalmente expulsado de nuevo a la atmósfera a través de una bomba de vacío. Todo el proceso de calibración está controlado en todo momento por la electrónica de control formada por un ordenador y unos circuitos de interface. Las características más importantes del equipo son: *Patrón: - Bloque de 8 toberas sónicas. - Q1 = 6000 l/h = 6 m3/h. - Q2 = 4000 l/h = 4 m3/h. - Q3 = 1200 l/h = 1,2 m3/h. - Q4 = 800 l/h = 0,8 m3/h. 500 l/h = 0,5 m3/h. - Q5 = - Q6 = 60 l/h = 0,06 m3/h. 25 l/h = 0,025 m3/h. - Q7 = - Q8 = 16 l/h = 0,016 m3/h. - Control automático de fugas. - Precisión < 0.35 *Mesa Conexión Contadores: - Capacidad: 10 contadores G1.6 a G6. - Lectura pérdida de carga. - Varios caudales de ensayo. - Cierre neumático de contador. - Lectura de impulsos por detector óptico y REED. - Posicionamiento manual de los detectores ópticos. - Sondas de temperatura a la entrada, a la salida del banco y en el bloque de toberas. *Automatización/Software: - Ensayos automáticos por detector óptico / REED. - Ensayos manuales por medio de terminal portátil. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 4 - Cálculo automático de los errores de verificación. Lectura automática de la pérdida de carga de los contadores. Lectura automática de la temperatura de ensayo. Control automático de las válvulas de ensayo. Generación de archivos de datos compatible con Microsoft Access 2007. Corrección automática por pérdida de carga y temperatura. Control de estanqueidad de toberas durante los ensayos. Para más información sobre las prestaciones del sistema de automatización, consultar el ‘Manual de Software’ de la BPG – SNG6. *Suministros necesarios: - Corriente eléctrica: 3x230/400V 50Hz 10A/fase. - Aire comprimido: 6 bares (para los equipos neumáticos). - Fluido de pruebas: aire. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 5 2 INSTRUCTIONES DE SEGURIDAD En todo momento deben respetarse un conjunto de instrucciones de seguridad para garantizar un uso seguro y apropiado del banco de pruebas. Las operaciones de mantenimiento deben ser realizadas por personal técnico debidamente cualificado, teniendo siempre presente la desconexión de los suministros tanto eléctrico como de aire comprimido antes de realizar cualquier operación de mantenimiento y el uso de los bloqueos para evitar que estos vuelvan a activarse sin autorización. Para llevar a cabo dichas acciones, siempre se deberán emplear las herramientas apropiadas (tanto eléctricas como mecánicas) y en caso de ser necesario el equipo de protección adecuado. Para describir los posibles riesgos descritos en este apartado se han empleado los siguientes símbolos: Riesgo eléctrico: posibilidad de sufrir electrocución o de dañar equipos eléctricos. Riesgo para personas y equipos. Riesgo mecánico: posibilidad de atrapamiento o aplastamiento. Riesgo para personas. Riesgo neumático: posibilidad de aplastamiento. Riesgo para personas. Riesgo general: de origen o fuente indefinida, pero con posibilidad de causar daños tanto a personas como a equipos. Seguir siempre las siguientes instrucciones básicas para evitar cualquier problema: Precaución Riesgo - No manipular equipos eléctricos ni abrir ningún armario eléctrico en funcionamiento. Apagar el banco e instalar el candado de seguridad en el interruptor principal mientras duren las operaciones de mantenimiento. - No manipular la bomba de vacío si el armario del banco está alimentado. La bomba puede ponerse en marcha automáticamente y dañar a quien la manipule o a ella misma. Apagar el banco e instalar el candado de seguridad en el interruptor principal mientras duren las operaciones de mantenimiento. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 6 Precaución Riesgo - No manipular ningún componente neumático (cilindros, válvulas o tubos) con el banco en funcionamiento. Cerrar y bloquear la admisión de aire comprimido durante las tareas de mantenimiento. - Las acciones de mantenimiento deben ser realizadas por técnicos cualificados con el conocimiento suficiente del equipo. - No usar el equipo sin las protecciones o cubiertas de los equipos eléctricos. - Mantener los acoplamientos y adaptadores de los Contadores en buen estado para evitar fugas que puedan afectar a los resultados. - Al usar el bimanual para el cierre de la línea de contadores, comprobar que no haya nadie manipulándola en ese instante. - No manipular las válvulas neumáticas con el equipo en marcha. Una activación automática de estas podría afectar a la persona o el equipo. - Seguir las instrucciones del equipo para realizar todas las operaciones del banco de pruebas de manera correcta, especialmente cuando se opera en ‘Master Mode’. - No dejar los contadores en superficies resbaladizas o inclinadas cuando se retiren o inserten Contadores en la línea de pruebas. Usar siempre un soporte estable para los contadores y los adaptadores. - Los operarios del banco de pruebas deben estar convenientemente formados para evitar daños a operarios o al mismo banco. - Evitar dejar herramientas o partes sueltas en la línea de test que puedan moverse libremente. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 7 Precaución Riesgo - Alimentar el banco de pruebas con las especificaciones eléctricas y neumáticas descritas en el Capítulo 1 INTRODUCCIÓN. Una alimentación inadecuada puede dañar el banco y/o sus dispositivos. - No puentear o burlar un magnetotérmico, diferencial o fusible. La finalidad de estas protecciones es evitar daños mayores en otros equipos. - No puentear o saltarse otros elementos de seguridad tales como presostatos. La finalidad de estas protecciones es evitar daños mayores en otros equipos. - No intentar hacer funcionar el equipo con elementos dañados. Si un dispositivo no trabaja correctamente, cambiarlo antes de continuar con cualquier operación. - Nunca modificar ningún circuito (eléctrico, hidráulico o neumático) sin el conocimiento del fabricante del equipo. Este banco de pruebas está exclusivamente diseñado para los contadores de gas descritos en el capítulo 1 INTRODUCCIÓN. No usar este banco para otros contadores ni para otros propósitos que la verificación de estos. El uso de este banco para otros contadores o con finalidades diferentes a las descritas está prohibido. Consultar las secciones correspondientes de este manual o contactar con el fabricante en caso de dudas sobre el uso del banco, especialmente durante las operaciones de mantenimiento. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 8 3 PRINCIPIO OPERATIVO El principio operativo del banco de pruebas BPG SNG6 es la determinación del error de volumen del contador. A tal efecto se emplea la siguiente fórmula: Dónde: VC : Volumen de gas medido por el contador. VP : Volumen de gas que pasa por el patrón. Para que la fórmula tenga sentido, se debe asegurar que circula la misma cantidad de aire por cada contador y por el patrón. Para ello, se disponen dichos elementos en paralelo. El banco de pruebas BPG SNG6 utiliza como patrón un conjunto de toberas sónicas. Las toberas sónicas son unos elementos de estrangulación del flujo de aire con unas dimensiones constructivas específicas. Estas toberas presentan una característica particular: cuando se supera cierta relación de presiones entre la entrada y la salida (llamada relación crítica), el caudal de aire que circula por la tornera es constante. No obstante, este caudal varía en función de la presión a la entrada de la tobera, la humedad relativa y la temperatura del aire que circula por las toberas. Se puede calcular el caudal equivalente a partir del caudal en condiciones de laboratorio midiendo de forma precisa estos parámetros. Así, para evaluar de forma precisa el volumen de aire que pasa por las toberas, sólo hay que superar la relación crítica para asegurar el caudal constante y medir el tiempo (cuanta mayor precisión tenga la base de tiempo, mejor). Al poder determinar para las toberas sus caudales prácticos reales de forma muy precisa, el volumen de aire resulta del producto del caudal por el tiempo medido. Para medir el volumen de aire (gas) que circula por el contador se pueden emplear dos fuentes distintas: una fotocélula o una entrada de impulsos. La fotocélula detecta los ciclos de un elemento móvil (normalmente una rueda con una señal reflectante) mientras que la entrada de impulsos registra una señal interna del contador. En ambos casos se sigue el mismo método: sabiendo el volumen de gas que fluye por el contador por cada impulso de la señal escogida (llamado peso de impulso), se puede calcular fácilmente el BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 9 volumen de gas contando el número de ciclos de la señal. El peso de impulso del contador es un dato facilitado por el fabricante del contador. Otro elemento, el calculador de error, compara las señales de entrada obtenidas del contador con la base de tiempos empleada para el cálculo del volumen de las toberas. Conociendo el peso de impulso para cada una de las partes implicadas, se puede calcular el error a partir de los valores contados para uno y para otro. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 10 4 DESCRIPCIÓN El banco de pruebas BPG SNG6 se ha diseñado para realizar calibraciones y verificaciones de contadores de diafragma de calibres G1.6, G2.5, G4 y G6, con unos rangos de caudales que cubren entre 10 m3/h y 0,016 m3/h. Este equipo debe trabajar en óptimas condiciones de temperatura para obtener los niveles de precisión deseados. Las pruebas del banco de pruebas se realizan directamente comparando el volumen medido en los contadores con el volumen del elemento patrón (toberas sónicas). El fluido (gas) empleado para las pruebas es el mismo aire de la sala del banco de pruebas. Con el objeto de adaptar la temperatura de los contadores de gas para realizar el ensayo, se aconseja poner los contadores dentro de la misma sala de ensayo o en otra sala en condiciones similares (temperatura y humedad) unas 5 horas antes. Las salas de ensayo/calibración de contadores de gas tienen que seguir los pasos descritos en la sección 6.4 Requerimientos del Laboratorio. Antes de realizar un test de calibración sobre los contadores de gas, es aconsejable realizar la correspondiente prueba, Test de fugas, para asegurar que no haya ninguna fuga en el circuito de los contadores. Una vez pasada la prueba se recomienda circular un volumen de gas antes de iniciar los test de calibración. 4.1. Circuito metrológico El circuito metrológico está descrito en el siguiente diagrama (Figura 1. ). Se han marcado dos zonas diferenciadas: la zona de contadores (denominada exterior) y la zona de toberas (denominada interior). El aire es aspirado desde la atmosfera entra en el banco a través de la válvula VIB y circula por el contador de ensayo. Este mismo aire es conducido hasta el bloque de toberas y devuelto en el mismo estado, después de los test. La bomba de vacío (VACUUM PUMP) se utiliza para succionar el aire de la atmósfera y hacerlo circular a través de los contadores de gas y del bloque de toberas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 11 Zona de contadores (exterior) Conjunto de toberas (Interior) Figura 1. BPG SNG6 gas circuit diagram. Pese a que las entradas de aire del sistema (VIB y VSS) están protegidas con sendos filtros, antes del grupo de toberas hay otro filtro más exigente para protegerlas de posibles impurezas en el aire que puedan obstruirlas y alterar su caudal de funcionamiento. Figura 2. BPG – SNG 6 Filtro antes del bloque de toberas. Operation User’s Manual - 12 Este filtro tiene un presostato asociado (PSF “Pressure Switch Filter”, ver la imagen de la Figura 6. ) que detiene la máquina si se acumulan demasiadas impurezas en el filtro y se obstruye el paso de aire a las toberas. 4.1.1 Toberas Las toberas sónicas son los patrones de referencia que se utilizan en estos equipos. Están comunicadas al circuito de aire y entre ellas mediante dos colectores (uno a la entrada y otro a la salida). De esta manera se puede permitir el paso de aire por una única tobera o por una combinación de estas, aumentando así el rango de caudales de ensayo posibles. Colector de entrada Colector de salida Toberas Figura 3. Grupo de toberas. Las toberas Sónicas están certificadas por el organismo oficial de metrología del estado de Baden-Wüttemberg (Alemania) “Office of Legal Metrology of the state of Baden-Württemberg”, vinculado al PTB. La incertidumbre es del 0.25% con un factor de extensión de la incertidumbre básica k=2. Tobera SN1 3 Caudal (m /h) 6’000 SN2 4’000 SN3 1’200 SN4 0’800 SN5 0’500 SN6 0’060 SN7 0’025 SN8 0’016 Table 1 . Toberas sónicas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 13 Este conjunto de toberas está definido para poder realizar ensayos a tres caudales distintos (Qmax, 0.2Qmax, y Qmin) para contadores de gas de tamaño G1.6, G2.5, G4 y G6. Calibre G6 G4 G2.5 G1.6 Contador Valores límite Caudal Punto de ensayo Inferior Superior ensayo (m3/h) (-5%) (+5%) Qmax 10’000 9,5000 10,5000 0’2 Qmax 2’000 1,9000 2,1000 Qmin 0’060 0,0570 0,0630 Qmax 6’000 5,7000 6,3000 0’2 Qmax 1’200 1,1400 1,2600 Qmin 0’040 0,0380 0,0420 Qmax 4’000 3,8000 4,2000 0’2 Qmax 0’800 0,7600 0,8400 Qmin 0’025 0,0238 0,0263 Qmax 2’500 2,3750 2,6250 0’2 Qmax 0’500 0,4750 0,5250 Qmin 0’016 0,0152 0,0168 Toberas Combinación SN1+SN2 SN3+SN4 SN6 SN1 SN3 SN7+SN8 SN2 SN4 SN7 SN3+SN4+SN5 SN5 SN8 Caudal ensayo (m3/h) 10’000 2’000 0’060 6’000 1’200 0’041 4’000 0’800 0’025 2’500 0’500 0’016 Table 2 . Caudales de ensayo. Cabe notar que se pueden cambiar parámetros de precisión en la selección de toberas que pueden variar estas combinaciones presentadas en la tabla 2. El bloque de toberas está formado por tres partes diferenciadas, una parte de entrada donde se reduce la velocidad del aire, una zona de flujo constante (tobera) y un colector de recuperación del aire de la tobera. Observar esta descripción en la imagen de la Figura 3. . El principio de funcionamiento de una tobera sónica se basa en el descenso de presión a la entrada de la misma, de tal forma que al conseguir una presión mínima se obtiene una velocidad del flujo constante por la misma (estado crítico). Una vez obtenido este estado crítico, el valor del caudal que pasa a través de ella dependerá del diámetro de la misma y de las condiciones de trabajo de las mismas y de las ambientales. Debido a que las toberas sónicas garantizan un caudal constante, la referencia de volumen se obtiene, además del valor del caudal de la tobera, de una base de tiempos instalada en el interior de los armarios eléctricos. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 14 Para generar conseguir el nivel de vacío a la entrada de la tobera que propicie el trabajar en el estado crítico, se cuenta con una bomba de vacío. Las condiciones de trabajo de la tobera, así como las condiciones ambientales se obtienen a través de diferentes sensores de presión, temperatura y humedad instalados tanto en el grupo de toberas (para obtener las condiciones de trabajo en el grupo de toberas), y en diferentes zonas del equipo (para obtener las condiciones ambientales). El bloque de toberas está formado por tres partes diferenciadas, una parte de entrada donde se reduce la velocidad del aire, una zona de flujo constante (tobera) y un colector de recuperación del aire de la tobera. Las toberas sónicas son certificadas por un estamento acreditado, proporcionando éste un valor nominal del caudal de paso, cuyo valor será corregido automáticamente por el programa del equipo en función de los valores de las condiciones de trabajo y ambientales obtenidas durante los ensayos. Los valores reales obtenidos en la certificación de las toberas son introducidos en la correspondiente opción del programa de utilización del equipo. Se podrá obtener cualquier otro caudal que pueda resultar de la combinación de más de una tobera a la vez, con el resultado de un caudal total que corresponderá a la suma de los caudales de las toberas seleccionadas. La selección de la tobera o toberas necesarias para la obtención de un caudal la realizará de forma automática el programa, mediante la apertura de las correspondientes válvulas. Cada una de las líneas de selección de la tobera está formada por un grupo de válvulas. La selección de la línea de la tobera a utilizar se realiza a través de dos válvulas neumáticas colocadas en serie, que se abrirán o cerrarán las dos de forma simultánea. Entre ambas válvulas se encuentra situado un pequeño tubo neumático que proviene de un sistema emisor de presión. Ver la descripción de las válvulas VIN… y VON… en la sección 4.1.2 Válvulas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 15 Todo este sistema tiene la finalidad de garantizar la estanqueidad de las líneas de selección, cuando la tobera de esa línea no ha sido seleccionada. Para ello, en caso de que la tobera no se haya seleccionado, las dos válvulas de selección permanecerán cerradas, y a través del tubo emisor de presión se transmite una pequeña presión, y se realiza la medida de ella, de tal forma que en caso de existir alguna fuga interna entre las válvulas de selección, está presión decrecerá y el sistema lo detectará. Ver la descripción de las válvulas VILN… en la sección 4.1.2 Válvulas. Todo este proceso de verificación de fugas en las líneas de toberas no seleccionadas las realiza el programa de forma automática, indicando al operador la existencia de fugas en caso de haberse encontrado alguna. Para más información sobre el control de fugas, mirar 7.1 Control de fugas. 4.1.1.1 Características Bloque toberas Volumen útil Caudal máximo Precisión Repetibilidad Nº de toberas Material bloque Material colectores : indefinido : 10.000 litros/hora : 0.3% : 0.1% : 11 : Aluminio : Acero pintado Bomba de vacío Tipo Modelo Fabricante Vacío máximo (mbar (abs.)) Motor : Bomba de vacío de paletas : VLT 25 : Rietschle :150 : trifásico 230/400VAC 0.75Kw 4.1.2 Válvulas Las válvulas (VIB y VOB) son para seleccionar la entrada del aire de la bancada de contadores a ensayar. La válvula VIB permite la entrada de aire del laboratorio de ensayo a la línea de contadores, y la válvula VOB permite la BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 16 salida del aire de la línea de contadores hacia el conjunto de toberas sónicas. Se encuentran en el denominado armario superior (consultar la sección 4.2.3 Armario Superior (+As)). Las válvulas (VIN… / VON… “Valve Input Nozzle …” y “Valve Output Nozzle …”) sirven para seleccionar el caudal de aire que queremos utilizar para la realización del ensayo de calibración. (a) (b) Figura 4. Válvulas VIB (a) y VOB (b). VINs VONs VILNs VEL VIL Figura 5. BPG – SNG 6 Válvulas del grupo de toberas. Operation User’s Manual - 17 Las válvulas (VILN…, Valve Internal Leakage Nozzle) sirven para testear las fugas dentro de la línea de cada tobera. Para testear estas fugas se utiliza el sensor de presión (PSIL “Pressure Switch Internal Leakage”), y la válvula de fugas internas (VIL). También existe un presostato en la línea de fugas internas, para controlar los valores límites del sensor PSIL. PSF PSIL PSUP Figura 6. Presostatos de protección PSUP, PSIL y PSF. Para la verificación de fugas en la bancada se utiliza la válvula (VEL), para la inyección de aire. Con el sensor de presión (PEL “Pressure External Leakage”) controlamos la presión inyectada dentro la bancada. Este sensor también dispone de sus protecciones, (PSEL “Pressure Switch External Leakage” en el armario superior As, consultar la sección 4.2.3 Armario Superior (+As)) para proteger el sensor contra sobre presiones. La válvula (VBP) es una válvula de bypass para el bloque de toberas (ver en la parte superior del colector de salida de las toberas en la imagen Figura 8. ). Esta válvula se activara siempre que se quiera maniobrar las válvulas de selección de toberas. La válvula (VSS) es una válvula de bypass para la realización de ensayos de Start-Stop. Con la ayuda de esta válvula, conseguimos el régimen crítico antes de conmutar para la ejecución de dichos ensayos. Esta válvula se encuentra antes del filtro a la entrada del grupo de toberas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 18 Figura 7. Presostato de protección PSEL. VBP Figura 8. BPG – SNG 6 Válvula VBP con filtro a la entrada externa. Operation User’s Manual - 19 Figura 9. Válvula VSS con filtro a la entrada externa. 4.2. Armarios eléctricos. Los diferentes dispositivos eléctricos de control del equipo se encuentran situados en el interior de varios armarios distribuidos por la estructura del equipo. Estos armarios y su utilidad se describen en los próximos apartados. 4.2.1 Armario de Potencia (+Ap) El armario de potencia, alberga los dispositivos encargados del arranque del equipo, protecciones y maniobras así como de la mayor parte de dispositivos electrónicos. Está situado a la izquierda del equipo (ver imagen de la Figura 10. ), ocupando toda la altura del banco de pruebas. En la puerta frontal de dicho armario están principales elementos de mando y control del equipo: BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 20 Ap Figura 10. Armario de Potencia (Ap). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 21 Lámpara Interruptor General en ‘ON’ Interruptor General Pulsador de MARCHA Paro de Emergencia 1 Figura 11. Puerta del Armario de Potencia (Ap). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 22 El Interruptor general es el encargado de dar marcha a la potencia del equipo. Al posicionar este interruptor en la posición “ I ” se alimenta la parte de potencia del equipo (Bomba de vacío, PLC, PC,…). Cuando este interruptor esta en ON, se ilumina la lámpara del Interruptor General. El pulsador MARCHA es el encargado final de dar alimentación a todos los dispositivos electrónicos del banco. Cuando este es pulsado se enciende la lámpara de este mismo botón. En caso de que esta no se quede en ON, indicaría que hay alguna alarma activa en el equipo, y primero se tendría que solucionar esta y después volver a pulsar dicho pulsador. Las alarmas que podrían existir para que no se pudiera dar marcha al equipo son: • Secuencia de fases. La señal eléctrica de alimentación no es correcta. • El equipo no dispone de aire comprimido. • El autómata (PLC) detecta alguna alarma. • Hay algún pulsador de emergencia pulsado. Una vez solucionado el problema de la alarma, ya se puede dar marcha al equipo pulsando el pulsador de MARCHA. Ahora la lámpara se quedará en posición ON. Para más información sobre las posibles alarmas del equipo ver: 6.3 Alarmas. Este equipo dispone de dos Pulsadores de Emergencia, uno de estos está situado en el frontal del armario de potencia del equipo. Estos pulsadores desconectan la alimentación eléctrica del equipo excepto el PC y el PLC, los cuales permanecerán activos para ayudar a solucionar la posible alarma. Una vez accionado dicho pulsador para poder dar alimentación al equipo otra vez, éste debe ser reseteado. Los dispositivos dentro del armario principal son (ver la imagen Figura 13. ): • 1.- Bornero X1. Principales conexiones entre armarios eléctricos así como la alimentación general, Bomba de vacío, PC, etc. • 2.- Protección general de entrada F1 (magnetotérmico), protección por consumo excesivo del equipo según curva C. • 3.- Componente contra sobretensiones transitorias F2, tiene un indicador de fallo visual. Led rojo en posición OFF: OK, Led rojo en posición ON: FALLO. En caso de fallo se tiene que sustituir el componente. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 23 LED rojo apagado: OK LED rojo encendido: FALLO Figura 12. Componente contra sobretensiones transitorias. • 4.- Protección general contra cortocircuitos y derivaciones a tierra F3 (30mA). • 5.- Protección de la alimentación del ordenador F4. • 6.- Fusibles de protección de las diferentes fuentes de alimentación (F5, F6, F7 y F8). • 7.- Detector de orden de fases K3. Este componente verifica la tensión de alimentación proporcionada al equipo, y actúa como alarma en caso de que esta tensión de alimentación tenga un nivel de tensión demasiado alto o demasiado bajo, o bien en caso de que no se haya conectado correctamente la secuencia de orden de fases R, S, T, de tal forma que pudiera generar el giro contrario de la bomba de vacío. Vista frontal y elementos de operaciones: 1.- R: LED Verde – Tensión de alimentación, condición relé. 2.- F1: LED rojo – Mensaje de error/fallo. 3.- F2: LED rojo - Mensaje de error/fallo. 4.- Ajuste valores umbrales para: >U: Sobretensión <U: Subtensión 5.- Tiempo de ajuste 0.1-10s. Secuencia de fases y desequilibrio de ellas. 6.- Retardo a la conmutación. ON-retardo OFF-retardo Mensajes de fallo: F1 ON: Sobretensión. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 24 F2 ON: Subtensión. F1&F2 ON: Desequilibrio de fases. F1 ON, F2 destellos: Fallo de fase. F1&F2 destellos alternativos: Secuencia de fases. Los valores umbrales de tensión para sobretensión o subtensión: Unom ± 10% Unom. • 8.- Protección (F9) e interruptor termostato (S19) del ventilador (E1) en el lateral del armario. • 9.- Protección (Q2) y contactor de potencia de la bomba (K5). • 10.- (G1) +24v 60w DC fuente de alimentación usada para el PLC y los equipos de comunicación. Está conectada cuando el equipo está alimentado (Interruptor General en ‘On’). (G2) +12v 60w DC fuente de alimentación empleada para los diferentes dispositivos eléctricos. Se conecta con el equipo rearmado (pulsador ‘MARCHA’). • 11.- Sistema bimanual de cierre de la línea de los contadores a ensayar. Este sistema de cierre, formado por un relé (K6) de seguridad bimanual, recibe la información de los pulsadores de cierre, a la vez que informa al ordenador sobre el estado del mismo. • 12.- Transformador toroidal (Tr1) 230/2x12VAC 200VA. Mediante el conexionado en el bornero X6 se consiguen 24v AC empleados para alimentar los contactores y las electroválvulas. • 13.- Base de tiempos GENIMP (G3). Este dispositivo se trata de un generador de impulsos de tiempo con una frecuencia fija nominal de 3906,25hz. Esta base de tiempos es utilizada por el sistema electrónico para la obtención del volumen de ensayo a partir del caudal generado a través de las toberas sónicas. La base de tiempos indicada ha de ser certificada periódicamente por un estamento acreditado, y el resultado de dicho certificado introducido en el programa del ordenador para una posible corrección con respecto al valor nominal. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 25 2 3 9 4 5 6 7 8 10 13 14 11 15 13 12 16 17 18 17 19 20 21 1 Figura 13. Interior del Armario de Potencia. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 26 El diseño mecánico y eléctrico permite su desmontaje, envío y fácil comprobación de la frecuencia ya que dispone de un enchufe de alimentación y una bornera de testeo. La alimentación eléctrica a dicha base de tiempos es de 230Vac. • 14.- Módulo de comunicación Ethernet con el ordenador (P14). El ordenador está comunicado con el equipo vía Ethernet. El cable proveniente del ordenador está conectado al conector lateral de este armario, y posteriormente al módulo Ethernet colocado en su interior. El módulo Ethernet es del modelo ICP i-7188E3, que es un conversor de comunicación Ethernet a puertos serie RS232, RS485 y RS422, donde están conectados los diferentes dispositivos de la máquina. Estos módulos son configurables, operación ya realizada en fábrica. Los parámetros de configuración, así como la distribución en los módulos de comunicación de los dispositivos son: P14 i-7188E3 IP: 192.168.192.1 Mask: 255.255.255.0 Gateway: 192.168.192.1 CH1 (RS232) COM3 PLC CH2 (RS485) COM4 NUDAMS - PPT CH3 (RS422) COM5 CI3000 • 15.- Módulo analógico de entrada (P11), tipo Nudam ND-6017, usado como sistema de adquisición de datos. Este módulo dispone de ocho entradas analógicas independientes, de las cuales cinco de ellas están utilizadas. Este módulo ha sido programado en fábrica para leer entradas analógicas comprendidas entre 0 y 10v, y a su vez está conectado al ordenador vía comunicación serie RS485 para informar a éste de la lectura de cada uno de los sensores conectados a sus entradas. La programación de dicho módulo es la siguiente: dirección 10 y está programado para entregar las lecturas en unidades de ingeniería y su rango de entrada de ±10v. Los sensores conectados a cada una de sus entradas son: Canal 0: Humedad relativa en la aspiración del banco (B1 “Hr”). Canal 1: Temperatura del bloque de toberas (TNB). Canal 2: Libre. Canal 3: Presión de control de fugas en el grupo de toberas (PIL). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 27 Canal 4: Presión de vacío crítico en la entrada del grupo de toberas (PNCS). Referir a la sección 5.1 Sensores para más información sobre los sensores instalados. • 16.- Autómata programable PLC. Marca Keyence modelo KV-40RW y unidad de expansión de 8 salidas KV-8EYRW. El autómata programable está compuesto por varias entradas y salidas. En las salidas están conectados diferentes dispositivos como pueden ser válvulas, la bomba de vacío, etc..., mientras que en las entradas están conectados diferentes dispositivos indicativos del estado del banco, como por ejemplo alarmas, estado del cierre, etc... El PLC está conectado con el ordenador vía comunicación serie RS232, y a través de ésta recibe las órdenes de gestión de las salidas en función del procedimiento de software que se esté ejecutando en el ordenador. De igual forma el PLC informa al ordenador del estado de cada una de las entradas del PLC, de tal forma que el software del ordenador interprete estas entradas. Por tanto el PLC funciona básicamente como esclavo del ordenador, recibiendo órdenes de éste e informándolo. El PLC también contiene un software ya programado en fábrica que hace una gestión autónoma de ciertas salidas en función de una posible detección de alguna alarma en alguna de sus entradas, independientemente del ordenador. • 17.- Relés Auxiliares Omron. Estos relés activan y desactivan funciones varias de control del equipo. Entre ellas se puede recoger, auxiliares de apertura y cierre de la bancada, reset fotocélulas, alimentaciones generales, … • 18.- Adaptadores, Conversores de señal. (+A2) Optoacoplador EBO3. Modulo adaptador de señal de la base de tiempos a la entrada de PLC. (+A3) Conversor de mA a V, tipo ISC-P de Fema. Utilizado para la adaptación de la señal del sensor de Humedad relativa a la entrada del Nudam 6017. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 28 (+A4) Módulos conversor de señal de Pt100 a voltaje. Este módulo dispone de dos canales de conversión. Las entrada de este módulo está conectado a las sondas de temperatura Pt100: Módulo A4. Canal 1: Temperatura del bloque de toberas (TNB). Módulo A4. Canal 2: Libre. Cada uno de los valores proporcionados por las sondas es adaptada a la señal requerida por el módulo de adquisición indicado previamente, de tal forma que la relación de conversión corresponde a 0ºC...100ºC --> 0v...10v. • 19.- Bornero X5 para la conexión de los sensores de presión. • 20.- Sensores de presión metrológicos. Presión atmosférica (PA) y presión en el bloque de toberas (PNB). PA: Sensor de presión atmosférica, cuyo valor es utilizado para realizar las correspondientes correcciones de volumen en los cálculos de obtención del error del contador. Está comunicado con el ordenador a través de comunicación serie RS485. Para más información ver: 5.1.2 Sensor de presión absoluta (PA). PNB: Sensor de presión utilizado para la medida de la presión en el bloque de toberas sónicas (Pressure Nozzle Bloc), y se utiliza para realizar la correspondiente corrección de volumen con respecto a las condiciones en la posición del contador a ensayar. Este sensor está comunicado con el ordenador a través de comunicación serie RS485. Para más información ver: 5.1.3 Sensores de presión relativa. B2 B3 PA Dir. 1 0...20 psi PNB Dir. 2 -1...1 psi → RS485 NS: 40855 → RS485 NS: 40855 • 21.- Sensores de presión. Presión a la salida del bloque de toberas (PNCS) y sensor control de presión de fugas internas (PIL). PNCS (Pressure Nozzle Critical State): Sensor de presión utilizado para la lectura de la presión en la salida del grupo de toberas, junto a la boca de aspiración de la bomba de vacío, por lo que es el indicador de la consecución del nivel de vacío crítico para asegurar la correcta realización de los ensayos utilizando toberas sónicas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 29 PIL (Pressure Internal Leakage): Sensor de presión utilizado para la lectura de la presión durante la prueba de estanqueidad interna. El rango de medida de dichos sensores es de ±1 bar, y su señal eléctrica se encuentra conectada al módulo de adquisición de datos situado en el mismo armario. Para más información ver: 5.1.3 Sensores de presión relativa. Además de estos elementos hay que considerar: • En la parte trasera del armario se ha instalado un Sensor de Humedad relativa. Este sensor es utilizado para controlar la fracción de vapor de agua en los cálculos de la densidad del aire que se necesita para el cálculo del caudal en toberas sónicas (ver la sección 5.1.4 Sensor de Humedad y la imagen correspondiente). • En el lateral izquierdo del armario está el conector base para la alimentación y la comunicación Ethernet del PC. 4.2.2 Armario de Botones (+Ab) En la parte frontal del banco de calibración y cerca de la posición de los contadores se encuentra los botones para poder gobernar el banco. Los pulsadores que se localizan en este armario son los siguientes: Figura 14. Detalle del Armario de Botones. Pulsador frontal 3 posiciones (ABRIR / CERRAR). Este pulsador es el encargado de abrir y cerrar cada posición individual de contador a ensayar. La presión la cual actuara este pulsador es baja, por lo que se podrá posicionar el contador a los orificios de entrada de aire sin dificultad y con la máxima protección para el usuario. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 30 Común (negro): Este pulsador es utilizado a la misma vez que los pulsadores Cerrar o Abrir, y es el pulsador utilizado para la realización de cierre o apertura segura, sistema bimanual. Abrir (Negro con flecha blanca hacia abajo): Este pulsador es utilizado, junto al pulsador Común, para abrir la línea de contadores de ensayo. Con la utilización de este pulsador la presión de trabajo es más alta y actúa sobre todas las posiciones de contadores. Este pulsador actúa con el sistema bimanual para una seguridad total sobre el operario. Cerrar (Negro con flecha blanca hacia arriba): Este pulsador es utilizado, junto al pulsador Común, para cerrar la línea de contadores de ensayo. Con la utilización de este pulsador la presión de trabajo es más alta y actúa sobre todas las posiciones de contadores. Este pulsador actúa con el sistema bimanual para una seguridad total sobre el operario. Lámpara indicación Línea cerrada (Blanca): Cuando esta lámpara está en funcionamiento es indicativa que la línea de contadores a ensayar está correctamente cerrada y al mismo tiempo se puede proceder a la realización de los ensayos. Si esta lámpara no está encendida y se quiere realizar un ensayo, el Software sacara un mensaje de error, refiriéndose a que la línea de contadores no está cerrada. Referirse a la sección 4.3.3 Sistema de cierre de los contadores para más detalles sobre el cierre de los contadores. Pulsador de Emergencia 2. En la parte opuesta a los pulsadores de abrir y cerrar la bancada, hay otro pulsador de emergencia. Los pulsadores de emergencia desconectan la alimentación eléctrica del equipo excepto el PC y el PLC los cuales permanecerán activos para ayudar a solucionar la posible alarma. Una vez pulsador dicho pulsador para poder dar alimentación al equipo otra vez, este pulsador tiene que ser reseteado. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 31 Continuar (verde), Interrumpir (rojo), Repetir (negro): Estos pulsadores son utilizados cuando el programa (Software) está en funcionamiento. Son pulsadores de feedback con el software del equipo. 4.2.3 Armario Superior (+As) En la parte superior del banco de pruebas se encuentra el Armario Superior, para acceder a este armario es preferible hacerlo desde la parte trasera del banco (ver imagen de Figura 15. ). En este armario se encuentran las uniones entre contadores para completar el circuito, varios elementos metrológicos y de visualización. Figura 15. Acceso posterior al Armario Superior. A continuación se irán presentando dichos elementos a medida que se presenten en vistas detalladas del armario superior (en las imágenes de Figura 16. , Figura 17. y Figura 18. ). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 32 2 4 1 5 3 Figura 16. Detalle del Armario Superior. Inicio de línea de contadores. • 1.- Válvula de entrada de aire a la línea de contadores VIB. Para más información consultar el apartado 4.1.2 Válvulas. • 2.- Sensor de temperatura de la entrada de aire TIN. Ver la sección 5.1.1 Sensores de temperatura. • 3.- MPL…: Sensor de presión utilizado para la lectura de la pérdida de carga del contador a ensayar. Su rango de medida es des de ±5 mbar y sus señales eléctricas se encuentran conectadas a los diferentes Nudams (Ver el punto 7 de esta lista de elementos). BPG – SNG 6 A11 MPL1 A12 MPL2 A13 MPL3 A14 MPL4 A15 MPL5 A16 MPL6 A17 MPL7 A18 MPL8 A19 MPL9 A20 MPL10 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar 0...6 mbar → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V → 3,5...6 V Operation User’s Manual - 33 Se utilizan la serie 160 de Honeywell para medir la pérdida de carga en cada contador de la línea. • 4.- CI3000: Calculador de error individual. Es el encargado de recibir la información de la fotocélula o emisor de impulsos del contador a ensayar y del patrón de volumen elegido, de tal forma que compara el volumen medido por cada uno de ellos y obtiene la discrepancia entre ambos volúmenes. Este dispositivo se encuentra conectado vía comunicación serie RS422 al ordenador, del cual recibe información sobre el ensayo a realizar, y al cual informa sobre el resultado obtenido una vez el ensayo ha finalizado. Estos dispositivos tienen una dirección interna que identifica su función. La dirección de cada uno es igual a la situación que se encuentra, el CI3000 número 1, tiene la dirección 1 y así sucesivamente. • 5.- Bornero de conexión X3. Punto de interconexión entre los elementos del Armario Superior y el Armario de Potencia. 6 7 Figura 17. Detalle del Armario Superior. Zona media. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 34 • 6.- Módulos conversor de señal de Pt100 a voltaje (+A5). Este módulo dispone de dos canales de conversión. Las entrada de este módulo está conectado a las sondas de temperatura Pt100: Módulo A5. Canal 1: Temperatura a la entrada del banco de contadores (TIN). Módulo A5. Canal 2: Temperatura a la salida del banco de contadores (TOUT). Cada uno de los valores proporcionados por las sondas es adaptada a la señal requerida por el módulo de adquisición indicado previamente, de tal forma que la relación de conversión corresponde a 0ºC...100ºC --> 0v...10v. • 7.- Módulo analógico de entrada, tipo Nudam ND-6017, usado como sistema de adquisición de datos. En la carátula superior existen dos Nudams ND-6017 (P12 y P13). Este módulo dispone de ocho entradas analógicas independientes. Estos módulos han sido programados en fábrica para leer entradas analógicas comprendidas entre 0 y 10v, y a su vez está conectado al ordenador vía comunicación serie RS485 para informar a éste de la lectura de cada uno de los sensores conectados a sus entradas. Estos módulos son direccionables, y su dirección es 11 para el P12 y 12 para el P13. Estos están programados para entregar las lecturas en unidades de ingeniería y su rango de entrada de ±10v. Los sensores conectados a cada una de sus entradas son: NUDAM ND-6017 P12 Canal 0: Temperatura a la salida de la bancada de contadores (TOUT). Canal 1: Temperatura a la entrada de la bancada de contadores (TIN). Canal 2: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 1 (MPL1). Canal 3: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 2 (MPL2). Canal 4: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 3 (MPL3). Canal 5: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 4 (MPL4). Canal 6: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 5 (MPL5). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 35 NUDAM ND-6017 P13 Canal 0: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 6 (MPL6). Canal 1: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 7 (MPL7). Canal 2: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 8 (MPL8). Canal 3: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 9 (MPL9). Canal 4: Pérdida de carga del contador a ensayar en la posición 10 (MPL10). Canal 5: Sensor de presión para el control de fugas externas (PEL). Referir a la sección 5.2 Sistema de adquisición de datos y 5.1 Sensores para más información sobre los sensores instalados. 9 4 11 3 8 10 Figura 18. Acceso posterior al Armario Superior. Final de línea de contadores. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 36 • 8.- Sensor de presión utilizado para comprobar la presencia de fugas en la línea de contadores. Su rango de medida es de 24,9 mbar y sus señales eléctricas se encuentran conectadas al Nudam 13, canal 6 (Ver el punto 7 de esta lista de elementos). Para más información dirigirse a la sección 5.1.3 Sensores de presión relativa. • 9.- Sensor de temperatura a la salida de la línea de contadores TOUT. Ver la sección 5.1.1 Sensores de temperatura. • 10.- Presostato de seguridad para la línea de contadores. Ver la sección 4.1.2 Válvulas. • 11.- Válvula a la salida de la línea de contadores VOB. Para más información consultar el apartado 4.1.2 Válvulas. 4.3. Circuito Neumático Figura 19. Circuito Neumático. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 37 El circuito neumático engloba los circuitos para comprobación de fugas (interno y externo) y el sistema de cierre de contadores en la línea de test. 4.3.1 Grupo de entrada de aire comprimido En el lateral del banco se encuentra el grupo de tratamiento del aire comprimido. Está compuesto por: R3 R1 R2 V1 M1 M2 M3 F1 Entrada de aire Figura 20. Entrada de aire comprimido. • V1.- Válvula principal manual de cierre y apertura del aire comprimido. • R1.- Regulador de presión principal. • M1.- manómetro con contacto eléctrico PSAC. Este manómetro es el encargado de informar al sistema de la manca de aire comprimido. Este estará ajustado a 6 bares. • F1.- Filtro de aire. • R2.- Regulador de presión (R2). Este regulador de presión es el encargado de regular la presión en la línea de cierre de los contadores. • M2.- Manómetro de la presión en la línea de cierre de los contadores. • R3.- Regulador de presión (R3). Este regulador de presión es el encargado de regular la presión para el cierre de contadores en el procedimiento de instalación. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 38 • M3.- Manómetro de la presión en el procedimiento de instalación de los contadores. El regulador de presión principal (R1) debe ajustar-se para obtener una alimentación de entrada de 6 bares. El manómetro principal (M1) debería activarse a partir de los 5 bares. La presión del cierre de la línea de contadores (R2) debería estar ajustada alrededor de 4 bares, mientras que el regulador del sistema de instalación (R3) debería oscilar entre los 0.4 i los 1 bares. 4.3.2 Armario de Neumática (+An) 3 2 1 Figura 21. Vista del Armario de Neumática sin las cubiertas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 39 Se denomina Armario de Neumática a todo el espacio que hay debajo de la bancada de los contadores de ensayo. En dicho armario se puede encontrar el bloque de toberas, así como las válvulas de funcionamiento y los cilindros de cierre de la línea de contadores. Se puede hablar de tres zonas en el Armario de Neumática: • 1.- Zona de las toberas. • 2.- Presostatos de comprobación de fugas. • 3.- Control de los cilindros de cierre de la línea de contadores. 4.3.2.1 Zona de las toberas. 5 1 6 2 4 10 9 3 11 7 8 Figura 22. Zona de las toberas. Dónde: • 1.- Colector de entrada. Donde también se encuentran: • 2.- Bloque de toberas. Descrito en la sección 4.1.1 Toberas. • 3.- TNB. Ver el apartado 5.1.1 Sensores de temperatura. • 4.- Colector de salida. Donde se conecta la válvula: BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 40 • 5.- VBR. Consultar 4.1.2 Válvulas. • 6.- Válvulas de selección de flujo a través de las toberas sónicas (VIN/VON, “Valve Inlet Nozzle”/“Valve Outlet Nozzle”). La selección de la línea de la tobera a utilizar se realiza a través de dos válvulas neumáticas colocadas en serie, que se abrirán o cerrarán las dos de forma simultánea. Entre ambas válvulas se encuentra situado un pequeño tubo neumático que proviene de un sistema emisor de presión. Válvulas 2/2 vías 24Vac. Más información en la sección 4.1.2 Válvulas. • 7.- YVILN1/2/3/4/5/6/7/8: Grupo de válvulas 2/2 vías normalmente abiertas, con bobinas a +24Vac, y que realizan una función de selección de la correspondiente línea de selección de tobera sónica en la cual se inyectará presión para la realización de la prueba de estanqueidad interna. La válvula cuya línea no se encuentre seleccionada para la realización de ensayo con toberas sónicas permanecerá abierta, y en ella se inyectará la presión de estanqueidad. Para más datos ir al apartado 4.1.2 Válvulas. • 8.- Regulador de presión (M4): Se encuentra ajustado a 0,5 bares, y se utiliza para reducir la presión a inyectar durante las pruebas de estanqueidad interna (en las líneas de selección de las toberas sónicas) y externa (en la línea de cierre del contador a ensayar). • 9.- VIL: Válvula de selección de inyección de presión para la realización de la prueba de estanqueidad interna. Un regulador de caudal acoplado a esta válvula (M4) reduce la velocidad de entrada del aire comprimido. • 10.- VEL: Válvula de selección de inyección de presión para la realización de la prueba de estanqueidad externa. Un regulador de caudal acoplado a esta válvula (M4) reduce la velocidad de entrada del aire comprimido. Para estos dos últimos puntos consultar el apartado 4.1.2 Válvulas. • 11.- Filtro a la entrada del grupo de toberas. Ver la imagen de la Figura 2. 4.3.2.2 Presostatos de comprobación de fugas. Presostatos de seguridad (PSIL, PSUP, PSF). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 41 PSUP: Presostato de alarma de exceso de vacío en el grupo de toberas. Este presostato se encuentra conectado en el bloque de toberas e informa al sistema electrónico en caso de que la presión en esta posición sea inferior a 70 milibares por debajo de la presión atmosférica. La misión de este presostato es de proteger el sensor de presión PNB. PSIL: Presostato de alarma de exceso de presión en el interior de las toberas sónicas. Este presostato se encuentra conectado a las líneas de selección de las toberas sónicas. Se utiliza como detector de alarma de exceso de presión en ese punto durante la prueba de verificación de estanqueidad de las líneas de selección del grupo de toberas. Está ajustado en fábrica a 200 milibares. La misión de este presostato es la de proteger el sensor de presión PIL. PSF. Presostato de alarma de exceso de pérdida de carga en el filtro. La misión de este presostato es la de controlar la suciedad que hay al filtro de las toberas. A más suciedad en este punto, mas perdida de carga. Este presostato informara a la parte electrónica del equipo para que este de una alarma para limpiar el filtro. Éste está ajustado a 15mbar. Ver la imagen de la Figura 6. y los apartados: 4.1 Circuito metrológico y 4.1.2 Válvulas. 4.3.2.3 Control de los cilindros de cierre de la línea de contadores. 1 2 1 1 Figura 23. Control de cilindros: cilindros y presostatos. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 42 Cada posición del banco de pruebas dispone de un cilindro (1 en la Figura 23. ) encargado de cerrar y abrir la línea de contadores a ensayar. Estos cilindros están actuados por las electroválvulas YVC… (del 1 al 10). Es un grupo de válvulas (3 en la Figura 24. ) tipo casete de 5/3 vías con centros cerrados de 24Vac que se utilizan para seleccionar la apertura y cierre de los contadores a ensayo. El mecanismo de apertura y cierre se comenta más detalladamente en el apartado 4.3.3 Sistema de cierre de los contadores. La válvula YVL es una válvula 3/2 vías 24Vac de selección de la presión de cierre de la bancada (3 en la Figura 24. ) para las válvulas YVC… encargadas de proveer la presión neumática a los pistones del banco. 4 3 Figura 24. Control de cilindros: válvulas. Para acabar, destacar los presostatos PCM… (Pressure Closed Meter). El equipo dispone de un presostato con contacto eléctrico en cada posición de línea de cierre (cada cilindro), el cual es utilizado para saber si la posición en BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 43 cuestión está cerrada o abierta. Una vez cerrados todos los cilindros a presión alta estos dan una señal para que se pueda dar marcha a los ensayos. 4.3.3 Sistema de cierre de los contadores El banco de pruebas ha sido diseñada para la ubicación de 10 contadores tipo diafragma cuyo calibre esté comprendido entre G1.6 y G6. Los contadores se ubican y posicionan mediante la adaptación de los soportes básicos y acoples, específicos para cada tipo de contador, fácilmente intercambiables y cambiables. Las distancias entre las bocas de admisión y escape de cada tipo de contador son ajustables manualmente por el operario. Este sistema está compuesto por un pistón neumático para cada posición. Base para la instalación de los contadores. Cilindros neumáticos del sistema de cierre Figura 25. Sistema de cierre. La fuerza de cierre puede ser ajustada usando los reguladores de presión instalados en un lado del equipo (ver el apartado 4.3.1 Grupo de entrada de aire comprimido). En la imagen de la Figura 26. se muestra un detalle de la unidad de mantenimiento con los reguladores que limitan dicha fuerza. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 44 El regulador de presión R2 tiene que estar ajustado entre 2.5 y 4 bares, cual presión será la presión de cierre de los contadores y esta varía en función del modelo de contador a ensayar. El regulador R3 tiene que estar ajustado entre 0.5 y 1 bar, en dependencia del contador de ensayo. Esta presión tiene que ser tal que cuando le des la opción de cerrar el contador uno a uno esta tenga fuerza suficiente para ganar el peso del contador y al mismo tiempo ser una presión de seguridad. Regulador de presión para la fuerza del sistema de cierre Regulador de presión para la fuerza del sistema de resorte Salida de aire para el sistema de cierre Salida de aire para el sistema de resorte Figura 26. Detalle de la unidad de mantenimiento. Este equipo dispone de dos tipos de cierre y apertura. Delante de cada posición de contador se encuentra un selector (repasar la sección 4.2.2 Armario de Botones (+Ab)) donde se escoge subir o bajar cada contador individualmente para el ajuste de posición. Éste sirve para una aproximación segura al sistema de bocas situado en la parte superior del banco (ver la imagen de la Figura 27. ). El otro sistema de cierre es mediante los pulsadores situados en un extremo de la botonera, botones Común, Abrir o Cerrar. Estos pulsadores están conectados con un sistema bimanual de seguridad para proteger al operario de riegos de atrapamiento. El sistema bimanual está conectado a dos grupos de electroválvulas, uno de los cuales es el encargado de proveer la presión neumática a los pistones neumáticos (YVC…) y la otra válvula es la encargada de seleccionar la BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 45 presión de cierre (YVL), presión alta o presión baja. Consultar el apartado anterior, 4.3.2.3 Control de los cilindros de cierre de la línea de contadores. Esta presión de cierre puede ser regulada, en función del tipo de contador, de tal forma que realice estanqueidad, pero que no pueda provocar algún tipo de deformación en el contador. Para ello se puede utilizar el regulador de presión indicado en la imagen anterior. Bocas para los contadores Base para la instalación de los contadores. Figura 27. Acoples para los contadores. Para abrir o cerrar el sistema de cierre se deberán pulsar simultáneamente los botones Común y Cerrar o Abrir. La diferencia máxima de tiempo entra la pulsación de ambos botones deberá ser de medio segundo. Al pulsar simultáneamente los botones Común y Cerrar el sistema de cierre procederá al movimiento de cierre de todos los contadores. En caso de que cualquiera de los dos pulsadores sea soltado antes de realizarse presión de cierre sobre el BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 46 contador, el movimiento de cierre se detendrá, quedando el contador sin estar fijado a la bancada. Si por el contrario se mantienen ambos pulsadores pulsados hasta que el pistón de cierre realiza compresión sobre el contador, un presostato de línea cerrada, situado junto a las electroválvulas de cierre (ver imagen anterior), detectará tal hecho y mantendrá el contador fijado aunque cualquiera de los pulsadores sea soltado. En ese instante, y como indicador de línea cerrada, la lámpara de color blanco Cerrada se iluminará, dándose de igual forma esta información al sistema informático para que éste conozca el estado del cierre. Para abrir el cierre y liberar al contador, los pulsadores Común y Abrir deberán ser pulsados simultáneamente, procediendo entonces el sistema de cierre su movimiento de apertura, que finalizará cuando cualquiera de estos botones deje de ser pulsado, o bien cuando los pistones neumáticos lleguen a su final de carrera. El sistema informático tiene la posibilidad de inhibir la apertura del sistema de cierre cuando se encentre realizando un ensayo para evitar que se pueda interrumpir el proceso por ese motivo. Cuando el cierre se encuentre abierto la lámpara Cerrada estará apagada. 4.4. Sistema informático El equipo es controlado mediante una aplicación de software instalada en un ordenador, suministrado con el equipo. Esta aplicación de software, llamada CalWin.exe, permite al usuario la introducción de los datos del contador y parámetros de ensayo, para la posterior realización de dichos ensayos de forma automática. El programa corre bajo un entorno Windows XP, y está formado por el archivo ejecutable, por archivos auxiliares de configuración (con extensión .ini) que no deben ser modificados, y por archivos de base de datos donde se almacenarán los datos de programación y los resultados obtenidos. Una BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 47 impresora permite la impresión de los protocolos de ensayo con los resultados obtenidos. Para más información referirse al manual de Software, adjunto en la misma carpeta. 4.4.1 Ordenador Las características del ordenador suministrado con el equipo son las descritas seguidamente: PC DELL Modelo OPTIFLEX 780 Service Tag: 90CCT4J EXPRESS SERVICE CODE: 19611794035 Sistema Operativo: Windows XP Prof. (en Español) Impresora HP Deskjet D5560 NS: CN04CDD0PJ 4.4.2 Comunicaciones de red El control de la máquina por parte del ordenador se realiza mediante comunicación vía Ethernet, por lo que el ordenador dispone de una tarjeta auxiliar Ethernet a utilizar sólo para este propósito. La configuración de dicha tarjeta será: Dirección IP: Mascara: Gateway: 192.168.192.69 255.255.255.0 . . . (en blanco) En caso de necesidad de conexión del ordenador a una red informática se deberá utilizar el conector Ethernet de que dispone la placa base del ordenador, y que está libre de uso por la máquina. Consultar la sección 4.2.1 Armario de Potencia (+Ap) para más información sobre las comunicaciones entre el PC y los diferentes dispositivos. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 48 5 ADQUISICIÓN DE DATOS El estado del gas de ensayo (aire) se determina por los valores de la presión, la perdida de carga en los diferentes elementos y la temperatura, que condicionan la densidad real del aire. Para realizar los ensayos con la mayor precisión posible, el banco de pruebas está equipado con sensores de alta precisión para monitorizar todas las variables que puedan afectar al estado del gas de ensayo. 5.1. Sensores 5.1.1 Sensores de temperatura Existen 3 sondas de temperatura instaladas en el banco, una a la entrada (TIN) y a la salida (TOUT) del contador y 1 sondas en los bloques de toberas (TNB “Temperature Nozzle Bloc”). La temperatura del contador de ensayo es la temperatura media entre la temperatura de entrada y la temperatura de salida. Estos Sensores se utilizan para realizar correcciones sobre el volumen de ensayo en caso de diferencia de temperaturas. Estas sondas son del tipo; PT100 racor deslizante de 4mm de diámetro, clase 1/10DIN y están preparadas para trabajar entre temperaturas de 0 º C y 250 º C con conexión a 4 hilos. Están conectadas al sistema de adquisición de datos del sistema. Características de los Sensores de temperatura. - Temperatura bloque toberas (TNB) Sonda Pt100 1/10DIN mod. Desin diam. 4mm long. 120mm rosca ¼” Sonda situada en grupo de toberas Conversor Pt100/tensión mod. PR Electronics 5114A_B Señal de conversión Pt100 (ohm) a 0...10v Conversor situado en armario de potencia Conexión al módulo P1 dirección 10 Canal 1 Módulo situado en armario de potencia. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 49 TNB Figura 28. Sensor de temperatura TNB en el colector de entrada del bloque de toberas. - Temperatura de entrada de los contadores a ensayar (TIN) Sonda Pt100 1/10DIN mod. Desin diam. 4mm long. 90mm rosca ¼” Sonda situada en tubería de entrada a la bancada Conversor Pt100/tensión mod. PR Electronics 5114A_B Señal de conversión Pt100 (ohm) a 0...10v Conversor situado en armario superior Conexión a módulo P2 dirección 11 Canal 0 Módulo situado en armario superior. - Temperatura a la salida de los contadores a ensayar (TOUT) Sonda Pt100 1/10DIN mod. Desin diam. 4mm long. 90mm rosca ¼” Sonda situada en tubería de salida de los contadores Conversor Pt100/tensión mod. PR Electronics 5114A_B Señal de conversión Pt100 (ohm) a 0...10v Conversor situado en armario superior Conexión a módulo P2 dirección 11 Canal 1 Módulo situado en armario superior. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 50 TIN Figura 29. Sensor de temperatura TIN en el armario superior. TOUT Figura 30. Sensor de temperatura TOUT en el armario superior. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 51 5.1.2 Sensor de presión absoluta (PA) Para poder realizar los cálculos de los caudales de las toberas, se debe trabajar siempre con presiones absolutas. Se ha instalado un sensor de presión absoluta que sirve de referencia para todos los cálculos realizados por el ordenador. Este sensor se encuentra situado en la placa de montaje delantera (armario de potencia, referirse a la sección 4.2.1 Armario de Potencia (+Ap) para más información). - Presión atmosférica (PA). Sensor de presión absoluta 20 PSI mod. Honeywell PPT0020AW5VAB. Conexión directa a ordenador. Dirección interna: 1. Situado en el armario de potencia. 5.1.3 Sensores de presión relativa El contador a ensayar dispone de una toma de presión a la entrada y otra toma de presión a la salida. Estas son conducidas al sensor de presión diferencial para leer la pérdida de carga del contador durante el ensayo. La presión de referencia del contador es registrada por el sensor de presión absoluta PA. Ver la sección anterior 5.1.2 Sensor de presión absoluta (PA). La pérdida de carga del contador es también registrada durante el ensayo por medio de otro sensor de presión diferencial MPL. El rango de funcionamiento de estos sensores es de ± 6 mbar. Ver la sección 4.2.3 Armario Superior (+As) para su distribución. El banco también dispone de otros sensores como los sensores (PNB) y (PNCS). El primero nos da la lectura de presión del bloque de toberas y el segundo la presión a la bomba. Con la diferencia de ambos se calcula la relación de presión para saber si el fluido está en las condiciones de velocidad crítica. Estos sensores se utilizan para realizar correcciones sobre el volumen de ensayo en caso de diferencia de presiones. - Presión toberas y patrones (PNB). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 52 Sensor de presión diferencial PPT0001DWW5VAB. Conexión directa a ordenador. Dirección interna: 2. Situado en el armario de potencia. ±1 PSI mod. Honeywell - Pérdida de carga del contador a ensayar (MPL…). Sensor de presión diferencial ±6 mbar mod. Honeywell 163PC01D75. Señal del sensor -6...+6 mbar a 1...6v. Conexión a los módulos P12 (dirección 11) canales 2 a 6 y P13 (dirección 12) canales 0 a 4. Situados en el armario superior. - Presión estado crítico toberas (PNCS). Sensor de presión relativa ±100 KPa mod. SMC ZSE30. Señal del sensor -100...+100 KPa a 1...5v. Sensor situado en armario de potencia. Conexión a módulo P1 dirección 10 Canal 3. Módulo situado en el armario de potencia. - Presión estanqueidad interna (PIL). Sensor de presión relativa ±100 KPa mod. SMC ZSE30. Señal del sensor -100...+100 KPa a 1...5v. Sensor situado en armario de potencia. Conexión a módulo P1 dirección 10 Canal 2. Módulo situado en el armario de potencia. - Presión estanqueidad externa (PEL). Sensor de presión relativa 24.9 mbar mod. Honeywell 164PC01D37. Señal del sensor 0...24.909 mbar a 1...6v. Conexión al módulo P13 (dirección 12) canal 5. Situado en el armario superior. 5.1.4 Sensor de Humedad También forma parte del equipo un sensor de humedad (HR), el cual nos indicará la humedad del aire, necesaria para el cálculo del caudal en equipos de toberas sónicas. Este dispositivo se encuentra en la parte trasera del armario de potencia. - Humedad relativa (HR) Sensor de humedad relativa mod. Desin THR-370/AMT. Señal del sensor 0...100 % a 4...20mA. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 53 Sensor situado en el silenciador de aspiración de la bancada de cierre. Conversor corriente/tensión mod. FEMA ISC-P-6-24DC. Señal de conversión 4...20mA a 0...10v. Conexión a módulo P11 dirección 10 Canal 0. Módulo situado en armario el armario de potencia. Figura 31. Sensor de humedad relativa. 5.2. Sistema de adquisición de datos El sistema de adquisición de datos, distribuido por los diferentes armarios del equipo, se encarga de obtener las condiciones de temperatura, presión y humedad en diferentes puntos del sistema para la realización de los ensayos de calibración. El sistema está formado por tres módulos de adquisición de datos tipo Nudam ND-6017, colocados uno (P11), en el armario de potencia (+Ap) y los otros (P12, P13) en el armario superior (+As). A dichos módulos están conectados los distintos sensores, o bien directamente, o bien a través de dispositivos interface, excepto los sensores de presión atmosférica y de presión en el grupo de toberas, que están comunicados directamente con el sistema informático. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 54 5.2.1 Nudams Los Nudam ND-6017 son módulos que convierten señales analógicas en valores para transmitirlos mediante el protocolo de comunicación RS 485. Estos modelos tienen 8 canales. De este modo, el PC puede acceder a la información de los sensores que no tienen puerto de comunicación propio. Las configuraciones de cada uno de los módulos y sus canales son las siguientes: P11 Nudam ND-6017 Dir. 10 CANAL SENSOR NS: Canal 0 Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Canal 6 Canal 7 HR TNB F1002818 C0017561 PIL PNCS ±10v ; Eng. units ESPECIFICACIONES: 0..100% --> 4..20mA --> 0..10v 0..100ºC --> 0..10v -100.. +100KPa --> 1..5v -100.. +100KPa --> 1..5v' Table 3 . Configuración del Nudam del Armario de Potencia. P12 Nudam ND-6017 Dir. 11 CANAL SENSOR NS: Canal 0 Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Canal 6 Canal 7 TOUT TIN MPL1 MPL2 MPL3 MPL4 MPL5 C0017562 C0017563 1019871-018 1019871-029 1019871-031 1019871-048 1019871-063 ±10v ; Eng. units ESPECIFICACIONES: 0..100ºC --> 0..10v 0..100ºC --> 0..10v -6,23..6,23 mbar --> -6,23..6,23 mbar --> -6,23..6,23 mbar --> -6,23..6,23 mbar --> -6,23..6,23 mbar --> 1...6v 1...6v 1...6v 1...6v 1...6v Table 4 . Configuración del Nudam del Armario de Potencia (P12). BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 55 P13 Nudam ND-6017 Dir. 12 CANAL SENSOR NS: Canal 0 Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 4 Canal 5 Canal 6 Canal 7 MPL6 MPL7 MPL8 MPL9 MPL10 PEL 1019871-065 1019871-086 1019871-094 1019871-095 1019871-113 0921545-005 ±10v ; Eng. units ESPECIFICACIONES: -6,23..6,23 mbar --> 1...6v -6,23..6,23 mbar --> 1...6v -6,23..6,23 mbar --> 1...6v -6,23..6,23 mbar --> 1...6v -6,23..6,23 mbar --> 1...6v 0..24,909 mbar --> 1…6v Table 5 . Configuración del Nudam del Armario de Potencia (P13). 5.3. Adquisición de pulsos El banco de test debe medir el valor del contador para comparar los resultados. Como se menciona anteriormente (consultar la sección 3 PRINCIPIO OPERATIVO) el sistema evalúa el número de ciclos del contador. A tal efecto, se pueden emplear dos métodos para ensayos automáticos: una fotocélula que detecta las revoluciones de una parte móvil del contador o un detector de impulsos conectado a un emisor en el contador. Figura 32. Fotocélula. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 56 En la parte frontal del Armario Superior (tal como se puede observar en la imagen de la Figura 33. ), se encuentran los elementos empleados para la captura y evaluación de la medida de los contadores. 3 3 4 2 3 2 2 1 1 Figura 33. Detalle de la vista frontal del Armario superior. • 1.- Fotocélula. La fotocélula SCH30A (ver la Figura 32. ) se emplea para detector una marca reflectante ya sea en el último tambor de registro como en una rueda o dial. Esta fotocélula está montada sobre un soporte ajustable que permite orientar y variar la distancia entre la fotocélula y el contador a voluntad. Para un correcto funcionamiento hay que ajustar la fotocélula para detectar la anteriormente citada marca (sobre todo al cambiar el modelo de contador). Los pasos para ajustar las fotocélulas son: - Situar la fotocélula perpendicular sobre la marca a detector, aproximadamente a unos 30mm, para conseguir un haz de luz concentrado. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 57 - Pulsar el interruptor posterior a la posición "set" durante más de 2 segundos y soltarlo: debe encenderse un Led verde. - Esperar a una vuelta completa del tambor con la marca. - Volver a pulsar el interruptor posterior a la posición "set" durante más de 2 segundos y soltarlo: el Led verde debe apagarse. Una vez entrenada la fotocélula, cada vez que detecte la marca debe encenderse una luz roja, y apagarse cuando la marca ya no es visible por el haz de la fotocélula. • 2.- Conexión del emisor de impulsos: sólo apto para contadores que dispongan de un generador de impulsos. Es una conexión libre de potencial. La frecuencia máxima de esta entrada es aproximadamente de 5 kHz. Pin 1: conexión 1 Pin 2: conexión 2 • 3.- Calculador de error CI-3000. Estos dispositivos se encargan de contra los pulsos provenientes de la fotocélula o el emisor de impulsos y compararlos con los pulsos provenientes de la base de tiempo. Estos dispositivos están conectados en un único bus con el ordenador. A cada contador le corresponde un único calculador de error con su dirección de hardware propia. El programa del ordenador envía a cada calculador de error el valor de pulsos esperados en cada ensayo en función del volumen programado. Consultar el apartado 4.2.3 Armario Superior (+As), para más información. • 4.- Pulsador de programación de fotocélulas. Programar las 10 fotocélulas puede ser engorroso, por eso existe este botón que funciona como el interruptor de leva “set” en la parte trasera de cada fotocélula. Al pulsar este botón, todas las fotocélulas entran en modo de entreno, y al volver a pulsarlo aceptan el entrenamiento realizado. Así se pueden programar todas a la vez de manera rápida y sencilla. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 58 6 INSTALACIÓN 6.1. Instalación del banco de pruebas. El equipo debe estar instalado perfectamente horizontal. El suelo sobre el que se instale debe ser firme y exento de vibraciones. Es importante nivelar lo más posible la mesa para asegurar la perfecta estanqueidad del cierre de los contadores. 6.1.1 Requerimientos eléctricos La alimentación general debe ser suministrada al armario de potencia principal. Las características de la señal de alimentación general son: • 3x230/400Vac / 50 Hz / 3Kw Figura 34. Bornero X1. Realizar la conexión eléctrica del equipo al suministro de energía mediante una manguera eléctrica de 5 conductores y donde será necesario conectar: Pin 1: Fase 1 (R), Pin 2: Fase 2 (S), Pin 3: Fase 3 (T), Pin 4: Neutro (N) y Pin 5: Tierra (PE), de diámetro no inferior a 2,5 mm2 por conductor. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 59 6.1.2 Requerimientos del aire comprimido Se suministrara aire comprimido al equipo, ya que éste consta de elementos neumáticos, tales como válvulas y pistones de cierre. Regulador de presión El aire comprimido debe ser suministrado a la unidad de entrada ubicada en uno de los laterales de la estructura de soporte del grupo de toberas sónicas y de los armarios de control. Las especificaciones que debe cumplir el aire comprimido suministrado serán: Entrada de aire comprimido Presión: comprendida entre 5 y 10 bares Caudal aprox.: 500 l/min Calidad: aire limpio sin aceite El regulador se encuentra aproximadamente 6 bares. ajustado a Figura 35. Detalle de la entrada de aire. 6.1.3 Instalación de la bomba de vacío. El banco de pruebas dispone de una bomba de vacío para poder realizar los ensayos a los contadores. Las especificaciones de la bomba de vacío son: Marca: Modelo: Potencia: Alimentación triangulo: Alimentación estrella: Frecuencia: Velocidad: Cos: Rietschle Thomas. VLT 25 (1022190134) 0,75 kW 230V-3,45A 400V-2ª 50 Hz 1400 rev/min 0.72 La bomba de vacío puede estar instalada en la misma sala que el equipo de pruebas, pero es aconsejable de ubicar la bomba de vacío fuera del laboratorio de verificación de contadores, de esta forma reducimos el nivel de presión acústica dentro del laboratorio. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 60 Realizar la conexión física entre la bomba y el banco mediante tubo flexible apto para vacío. Los diámetros para la manguera recomendados son: Diámetro interno mínimo (mm) Máxima longitud de manguera (m) 25 32 15 50 Table 6 . Tubos de aspiración de la bomba. Realizar la conexión eléctrica de la bomba de vacío al equipo mediante una manguera eléctrica de 4 conductores (U, V, W, PE), de diámetro no inferior a 1,5 mm2 por conductor. La conexión se realizará a los bornes 6X1, 7X1, 8X1 y el conductor de protección PE en 9X1. Conexión del tubo de aspiración Cubierta de protección Conexión eléctrica Figura 36. Conexiones en la bomba. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 61 Conexión eléctrica Conexión del tubo de aspiración Figura 37. Conexiones en el banco. 6.1.4 Instalación del PC El ordenador es conectado con el equipo de calibración (SONICAL) mediante una conexión de Ethernet. Tarjeta de comunicación Ethernet Alimentación PC y conexión Ethernet Figura 38. Conexiones entre el banco y el PC. Para más información referirse al punto: 4.4 Sistema informático. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 62 6.2. Puesta en marcha del equipo Una vez esté conectada la alimentación general, se puede proceder a dar marcha el equipo, según los siguientes pasos. 1.- Antes de dar marcha al equipo, estar seguro que todas las protecciones estén en posición ON. 2.- Alimentar neumáticamente el equipo a través de la válvula manual de entrada situada en el grupo de entrada del aire comprimido. 3.- Posicionar en posición “I” el interruptor general (INTERRUPTOR PRINCIPAL). 4.- Sobre la carcasa de la bomba de vacío está marcado el correcto sentido de giro de esta. Mediante un pequeño impulso en el contactor K5, comprobar el sentido de rotación de la bomba de vacío. 5.- Dar marcha al PC, y arrancar el programa CALWIN. 6.- En este momento el banco está a punto para trabajar. 6.3. Alarmas El sistema informático tiene la posibilidad de detectar, a través del sistema eléctrico de control las alarmas que se pudieran producir. Se pueden distinguir entre dos tipos de alarma, aquellas que automáticamente desconectan la alimentación a la parte de potencia, o bien aquellas que tan sólo informan al ordenador. Cualquier alarma detectada será indicada por el ordenador, además de mediante una baliza de dos colores situada sobre el armario de potencia. La indicación de la baliza es: Verde: Ninguna alarma detectada. Rojo: Alguna alarma detectada. Las alarmas que automáticamente desconectan la alimentación eléctrica a la parte de potencia son: - Falta de aire comprimido. En el lateral del armario de neumática se encuentra situada la unidad de alimentación neumática, con el indicador de la presión del aire comprimido. En caso de falta de aire comprimido el indicador de presión detecta tal defecto e indica la alarma. En la BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 63 sección 6.1.2 Requerimientos del aire comprimido y 4.3.1 Grupo de entrada de aire comprimido se aprecia dicho indicador de presión. - Pulsador de emergencia del armario de potencia o del armario de botones. En caso de ser pulsado cualquiera de estos dos pulsadores de emergencia se producirá la indicada alarma, teniéndose que, una vez solucionado el problema por el cual se pulsó dicho pulsador, desenclavar la pulsación girando y estirando hacia el exterior la cabeza roja del pulsador de emergencia pulsado. En las secciones 4.2.1 Armario de Potencia (+Ap) y 4.2.2 Armario de Botones (+Ab) se aprecian los indicados pulsadores de emergencia. - Señal de alimentación eléctrica en mal estado. El detector de la señal de alimentación eléctrica situado en el armario de potencia detectará alarma en caso de que la alimentación eléctrica tenga un nivel de tensión por debajo o por encima del esperado, o bien que el orden de las fases de dicha alimentación no sea la correcta. En la sección 6.1 Instalación del banco de pruebas. o 6.2 Puesta en marcha del equipo o 4.2.1 Armario de Potencia (+Ap) se aprecia dicho detector de orden de fases y más información al respeto de la señal eléctrica requerida por el equipo. Una vez producida cualquiera de estas alarmas, y solucionado el motivo por el cual se ha producido, se deberá rearmar la alimentación eléctrica de la parte de potencia. Para ello se deberá pulsar el pulsador Marcha situado en la puerta del armario de potencia. Su lámpara de color verde, que se había apagado al desconectarse la alimentación, se encenderá nuevamente al ser pulsado y permanecerá encendida en caso de que la alarma haya desaparecido. Las alarmas informativas al sistema informático, y que no desconectan la alimentación de la parte de potencia son: - Exceso de vacío en el grupo de toberas. Un presostato, llamado PSUP, se encarga de detectar alarma en caso de que la presión a la entrada del grupo de toberas sea inferior a 70 milibares por debajo de la presión atmosférica. - Exceso de presión en el interior del grupo de toberas sónicas. Un presostato, llamado PSIL y situado en el armario neumático, se encarga de detectar alarma en caso de que la presión en las líneas de selección de las toberas sónicas durante la prueba de verificación de estanqueidad sea superior a 200 milibares. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 64 - Exceso de presión en el interior de la línea de cierre de los contadores a ensayar. Un presostato, llamado PSEL y situado en el armario superior, se encarga de detectar la alarma en caso de que la presión en el interior de la línea de cierre durante la prueba de verificación de estanqueidad externa sea superior a 30 milibares. - Línea de contadores abierta. Un censor para cada posición detecta cuando cada posición de contador está debidamente cerrada. Cuando se activa dicho sensor se enciende la lámpara, contadores cerrados y se puede realizar los ensayos, en caso contrario aparece un mensaje en el software indicando que la línea de contadores no está cerrada. - Filtro. Si el filtro que protege las toberas está excesivamente sucio aparecerá una alarma en el software indicando que este debe ser limpiado. Todos los presostatos indicados se pueden apreciar en la sección 4.3.2 Armario de Neumática (+An). Las alarmas indicadas, además de informar al ordenador y que éste gestione la alarma, generan un proceso automático de gestión de la alarma por parte del autómata programable PLC, de forma autónoma al ordenador por si éste no recibiera la alarma. 6.4. Requerimientos del Laboratorio Los requerimientos del laboratorio están acorde a las Instrucciones de test del PTB, volumen 29, test para contadores volumétricos de gas con aire a condiciones de presión atmosférica. (“Testing Of Gas Volume Meters with Air at Atmospheric Pressure”). El equipo para verificar contadores de gas debe estar ubicado en un laboratorio cuya superficie sea suficiente para permitir que tanto los equipos de verificación así como los contadores a ensayar no estén unilateralmente sujetos a fuente de calor, como por ejemplo a radiación solar, radiadores de calefacción, o cualquier otra fuente de calor. La temperatura en el interior del laboratorio debe estar comprendida en el rango de 22 ± 5º K, pero el valor de ésta no debe variar más de 2 º K durante el día. El laboratorio debería estar ubicado en una sala que tenga varias paredes entre ella y el exterior (sala interior del edificio), y no debería estar situada BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 65 directamente bajo el tejado del edificio. Así mismo, si fuera posible, no debería disponer de ventanas, que pudieran distorsionar las condiciones ambientales del interior del laboratorio. Las puertas de acceso o comunicación entre el laboratorio y salas con una temperatura sustancialmente diferente deberían estar provistas de porches o puertas dobles. El laboratorio debe estar provisto con un sistema de circulación del aire de suficiente capacidad y además se debe permitir una suficiente ventilación del interior del mismo, sin que esta ventilación interfiera en la estabilidad de la temperatura. La estabilidad de la temperatura en el interior del laboratorio debe ser tal que todas las temperaturas medidas en la zona del patrón de referencia de volumen y en los contadores a ensayar (éstos ya han sido estabilizados dentro del laboratorio), antes de iniciar el ensayo, no debería variar en más de 1 º K con respecto a la temperatura media de estas medidas. Las temperaturas no pueden variar más de 0.5 º K por hora y tampoco durante un mismo ensayo esta no puede diferir en más de 0.3 º K BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 66 7 ENSAYOS 7.1. Control de fugas. Este banco de calibración dispone de ensayos automáticos de control de fugas en la bancada de los contadores, así como en la parte de las toberas sónicas. El procedimiento para el control de fugas en la bancada de contadores es: Una vez colocados los contadores en su posición y cerrado el banco, se cierran todas las válvulas de selección de toberas así como la válvula VIN y VOUT e inmediatamente se inyecta aire comprimido, a través de la válvula VEL a todo el volumen comprendido en dicha bancada. La presión límite se puede configurar en el Software, pero se recomienda no llegar a una sobre presión de 20mbars, leídos por el sensor de presión PEL. Después de un tiempo de estabilización, el sistema empieza el test. Durante un pequeño tiempo programado, el sistema chequea la diferencia de presión entre el punto inicial y el punto final de ensayo, así como también el control de temperatura en dicho volumen, el cual no puede acceder de 0.1ºK. La máxima fuga permitida según el PTB y otras normativas es de 0.3% del caudal mínimo en contadores de membrana. En el caso de hacer el test de fugas en las toberas el procedimiento es el siguiente: - Se inyecta aire comprimido entre las dos válvulas de selección de tobera. Este proceso solo se lleva a cargo en las líneas donde no están seleccionadas en el paso del caudal del test realizado. - El punto límite es programable en la configuración del Software, pero se recomienda no coger una sobre presión de 150mbar. El valor por defecto es de 100mbar. - Una vez el sistema haya obtenido la presión deseada, empieza el test. - Durante todo el proceso de test de calibración de los contadores, el sistema controla el valor de dicha presión (Sensor PIL). Si este valor disminuye de los límites que tiene definido el Software, el sistema informara automáticamente al operario de que hay una posible fuga en la prueba de test de fugas internas. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 67 7.2. Ensayos de calibración Este tipo de ensayo es utilizado para realizar el cálculo del error del contador en función del caudal seleccionado. Es posible realizar los ensayos de dos formas distintas, automático por fotocélula mediante emisor instalado en el contador o bien manual por start/stop. 7.2.1 Ensayo automático Ciertos contadores disponen de una marca reflectante instalada en el último tambor del registro de medida. Esta marca puede ser leída por el sistema de detección óptico del banco. De esta forma el operario sólo deberá programar los caudales y volúmenes de ensayo a realizar sobre el contador. Una vez programados los datos de ensayo, la electrónica y el programa calcularán el número de impulsos de los detectores ópticos a totalizar. Este valor será enviado a los calculadores de errores (CI-3000) para que realicen los ensayos. Durante el proceso de ensayo, la electrónica irá capturando la pérdida de carga del contador así como supervisando y registrando la temperatura de entrada y salida de éste. En un ensayo, el calculador de error CI-3000 totaliza el número de impulsos de la base de tiempos (G3) durante el tiempo correspondiente al número de impulsos de detector óptico programado por la electrónica. El ensayo finalizará cuando el contador haya terminado el ensayo individual o bien cuando el tiempo máximo de ensayo haya expirado. Este proceso se repetirá para todos los caudales programados. Una vez terminado el ensayo, el ordenador procesará todos los datos, impulsos de reloj, pérdida de carga y temperatura y calculará los resultados del cálculo de error. Los errores obtenidos son presentados en pantalla con las respectivas pérdidas de presión y temperatura de ensayo. Durante cada ensayo se calcula la variación de presión media. Para el caso del ensayo a Qmin, se presenta en pantalla la Pérdida de carga mecánica que representa la variación de presión de pico del contador durante el ensayo. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 68 Para la corrección de volumen en función de la pérdida de presión, se utiliza el valor de pérdida de presión media de cada ensayo. Las condiciones de cálculo son las de presión y temperatura absoluta en la boca de entrada del contador. 7.2.2 Ensayo manual Este tipo de ensayo permite la verificación de contadores que no disponen de marcas o emisores en el último tambor del totalizador. Este sistema de verificación es aplicable a todo tipo de contadores de mercado. Su funcionamiento está basado en ensayos del tipo inicio parada, es decir a volumen predeterminado. Una vez instalado el contador, se introducen los datos del contador, nº serie, cliente, fabricante etc. Una vez introducidos los datos de ensayo y realizado el test de estanqueidad si se ha programado, el ordenador pedirá al operario la lectura inicial de los contadores. Seleccionará la tobera o toberas para el primer ensayo programado y esperará llegar al régimen crítico de presión. Cuando se alcance este régimen crítico, se conmuta la válvula VOUT y se aspira el aire a través de la línea de contadores. Durante este tiempo se totalizan impulsos de la base de tiempos (G3), en el controlador programable (PLC). Cuando se han totalizado los impulsos programados en función del volumen de ensayo, conmuta la válvula VOUT y se para la bomba. El ordenador calcula el volumen circulado por cada contador en función de los impulsos de reloj, pérdida de carga y temperatura. Aparece en pantalla una ventana preguntando al operario por la lectura final de los contadores. Una vez introducidos estos valores, se calculará automáticamente el error del contador para ese caudal. El valor de lectura final de este ensayo sirve como lectura inicial para el siguiente ensayo. El proceso es el mismo que el indicado en el ensayo anterior. Este proceso se repite tantas veces como caudales programados. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 69 8 MANTENIMIENTO 8.1. Filtro de aire comprimido El filtro de aire comprimido deberá ser limpiado, purgado o substituido en caso de encontrarse saturados o llenos de aceite o agua. La frecuencia de verificación del filtro dependerá de las condiciones de instalación y funcionamiento del equipo, y deberá irse comprobando a lo largo del funcionamiento del equipo, e ir adecuando la verificación de los mismos a períodos de tiempo que garanticen su correcto funcionamiento. Ver la sección 4.3.1 Grupo de entrada de aire comprimido. 8.2. Filtro de toberas Para la protección de partículas entrantes en el bloque de toberas, existe un filtro anterior al bloque el cual se encargara de prevenir de los restos de partículas provenientes de los contadores a ensayar y de la atmosfera. La frecuencia de verificación de este filtro dependerá de las condiciones de instalación y funcionamiento del equipo, y deberá irse comprobando a lo largo del funcionamiento del equipo, e ir adecuando la verificación de los mismos a períodos de tiempo que garanticen su correcto funcionamiento. Figura 39. Filtro de las toberas. Es aconsejable montar contadores lo más limpios posibles para prever las posibles partículas que pudieran obstaculizar el agujero de la tobera sónica. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 70 8.3. Bomba de Vacío Se controlará que la temperatura en la sala de instalación de la bomba de vacío la temperatura no supere los 40ºC Esta bomba dispone de rodamientos de engrase permanente, por lo que no necesita lubricación. Después de las primeras 7000 horas de operación se deberían revisar las paletas de la turbina, y deberían sustituirse en caso de encontrarse en mal estado, y posteriormente a la primera revisión deberían verificarse cada 1000 horas de funcionamiento. En función de las condiciones de utilización los filtros de la bomba deberían ser verificados cada aproximadamente 6 meses, limpiados o reemplazados en caso de encontrarse obturados. Ver la imagen de la Figura 36. . Para más información referir-se al manual de la bomba, adjunto a este manual. 8.4. Periodo de calibración del banco de pruebas El banco de pruebas modelo SONICAL SN G6 tiene que calibrarse según los tiempos estimados indicados en el reglamento de pruebas del PTB, volumen Nº 29 (“Testing Of Gas Volume Meters with Air at Atmospheric Pressure”, punto 6.5.9: Certificados de test y periodo de validación: • Toberas (>0.5m3/h): 10 años. • Toberas (<0.5m3/h): 5 años. Se recomienda que para toberas de caudal <0.1m3/h se reduzca a 3 años. • Sensores de temperatura: TIN, TOUT y TNB: 2 años (máximo hasta 5 años). • Sensores de Presión: PA, PNB: 1 año (máximo hasta 2 años) • Sensores de presión de perdida de carga, MPL1…MPL10: 1 año (máximo hasta 2 años.) • Sensor de humedad (HR): 2 años. • Base de tiempos (CLK543): 5 años. Nota: BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 71 Los periodos de re-calibración del banco mencionados anteriormente están regulados en Alemania según el PTB y la autoridad legal de metrológica alemana. También es posible, según el PTB, especificaciones de re-calibración en intervalos temporales menores. BPG – SNG 6 Operation User’s Manual - 72 9 COMPONENTES DEL BANCO DE PRUEBAS 9.1. Sensores electrónicos. Denominación A11..A20 (MPL1…MPL10) B5, B6 (PIL, PNCS) B2 (PA) B3 (PNB) B1 (HR) A6 (PEL) TIN, TOUT TNB1, TNB2 BPG – SNG 6 Descripción Aplicación Sensores de perdida de carga Fabricante: Honeywell Modelo: 163PC01D75 Vacuostato digital Fabricante: SMC Modelo: ZSE30 Sensor de presión absoluto Fabricante: Honeywell Modelo: PPT0020AW5VAB Sensor de presión relativa Fabricante: Honeywell Modelo: PPT0001DWW5VAB Sensor de humedad Fabricante: Desin Modelo: THR-370/AMT Sensores relativo Fabricante: Honeywell Modelo: 164PC01D37 Sensor de temperatura PT100 DIN 43760 clase 1/10 DIN Longitud 90 mm y ∅ 4mm Fabricante: Desin Modelo: CRBNNS-40-50-316-04-14GB01-250 Sensor de temperatura PT100 DIN 43760 clase 1/10 DIN Longitud 135 mm y ∅ 4mm Fabricante: Desin Modelo: CRBNNS-85-50-316-04-14GPB01-250 Sensor encargado de leer la pérdida de carga en cada posición de contador. Determinación del estado crítico en las toberas sónicas Lectura de la presión atmosférica. Lectura de la presión en el bloque de toberas Sensor lector de la humedad relativa Sensor encargado de leer la presión en el test de fugas externas. Sensor encargado de leer la temperatura a la entrada y salida del banco de ensayo Sensor de temperatura encargado de leer la temperatura en el bloque de toberas sónicas Operation User’s Manual - 73 9.2. Componentes electrónicos. Denominación A1 (PLC) A1/1 (módulo PLC) A2 A3 A4, A5 B11…B20 G1 G2 K3 K6 P11, P12, P13 P14 P1…P10 Tr1 BPG – SNG 6 Descripción Controlador lógico programable 24 entradas y 16 Salidas tipo Relé. Fabricante: Keyence Modelo: KV-40RW Módulo de expansión 8 salidas PLC Fabricante: Keyence Modelo: KV-8EYRW Opto acoplador EBO 3 Fabricante: ABB Modelo: 610230R1100 Convertidores de señal de mA a Voltaje Fabricante: FEMA Modelo: ISC-P-6-24DC Convertidores de señal de temperatura Fabricante: PRElectronics Modelo: 5114 A_B Fotocélula Fabricante: ACTARIS Modelo: SCH30-A Fuente alimentación 24VDC 120W Fabricante: VENCO Modelo: DNR120LS24 Fuente de alimentación 12VDC 60W Fabricante: VENCO Modelo: DNR60US12 Relé detector de orden de fases Fabricante: ABB Modelo: CM-PVS Relé de seguridad bimanual Fabricante: ABB Modelo: XPS-BA5120 Módulo de entradas analógico Fabricante: NUDAM Modelo: Nudam 6017 Módulo de comunicación de Ethernet (RS-232, RS-485, RS-422) Fabricante: ICP Modelo: i-7188E3 Calculador Individual canal 1 a 10 Fabricante: ACTARIS Modelo: CI3000 v.2.18 Transformador toroidal 230 / 2x12Vac Fabricante: CROVISA Modelo: 230 / 2x12V 50Hz 200VA Aplicación Control de entradas y salidas digitales para válvulas, motores, sensores. Módulo de expansión de salidas de PLC Adaptador de los pulsos de la base de tiempo. Adaptador de lectura del sensor de humedad. Adaptador de lectura de temperatura a voltios Fotocélula encargada de leer el volumen circulado por el contador Fuente de alimentación Fuente de alimentación Relé detector de orden de fases y control de tensión. Relé para asegurar la apertura y cierre de la bancada a dos manos Módulo de entradas digitales. 8 entradas. Módulo de comunicación entre el PC y el banco de pruebas. Calculador de errores para cada contador de ensayo Transformador a 24Vac Operation User’s Manual - 74 9.3. Válvulas Denominación VIB / VOB YVIB / YVOB VIN / VON 1…3 VBP VIN / VON 4…7 VIL / VEL YVL VILN1 … VILN8 YVC… BPG – SNG 6 Descripción Válvula de asiento inclinado 2/2 vías N.C. Fabricante: GEMU Modelo: 554 Electroválvula 3/2 vías tipo:6012 R1/4” 24VAC Fabricante: BURKERT Modelo: 552292 Válvula 2/2 vías N.C. 24VAC Fabricante: SMC Modelo: EVNB211A-F15A-9DQ Válvula 2/2 vías N.C. 24VAC Fabricante: SMC Modelo: EVNB114A-F8A-9DQ Válvula 2/2 vías N.C. 24VAC Fabricante: SMC Modelo: VX2111V-00-BDZ1 Electroválvulas 3/2 vías 24VAC Fabricante: SMC Modelo: EVT 317-BDO-02F-Q Electroválvulas 2/2 vías N.A (24Vac) Fabricante: SMC Modelo: VX2113V-00-BDZ1 (24Vac) Electroválvula 5/3 vías centros cerrados (24Vac) Fabricante: SMC Modelo: SY5360-9LOZ-01F (24Vac) Aplicación Abrir y cerrar el paso del aire por la bancada de contadores Electroválvula activación válvula VIB / VOB Válvulas de entrada y salida de selección de toberas sónicas. Válvulas de entrada y salida de selección de toberas sónicas. Válvula para realizar los ensayos de fugas internas y externas. Electroválvulas para abrir y cerrar la bancada de contadores Electroválvulas control del test de fugas internas Electroválvulas control del test de fugas internas Operation User’s Manual - 75 9.4. Presostatos. Denominación PCM… PSAC PSF PSEL PSUP PSIL BPG – SNG 6 Descripción Manómetro con contacto eléctrico 1/8” Rango: 0 – 10 bar Fabricante: SMC Modelo GP46-10-01 Ajustado a 2 Bar Manómetro con contacto eléctrico 1/8” Rango: 0 – 10 bar Fabricante: SMC Modelo GP46-10-01 Ajustado a 5 Bar Presostato neumático Rango: 10-50 mbar Fabricante: Kromschoder Modelo: DG50U-3 Ajustado a 15 mbar Presostato neumático Rango: 30-150 mbar Fabricante: Kromschoder Modelo: DG150U-3 Ajustado a 50 mbar Presostato neumático Rango: 30-150 mbar Fabricante: Kromschoder Modelo: DG150U-3 Ajustado a 70 mbar Presostato neumático Rango: 100-500 mbar Fabricante: Kromschoder Modelo: DG500U-3 Ajustado a 200 mbar Aplicación Leer la presión de cierre de los contadores Leer la presión de entrada de aire comprimido al equipo. Presostato encargado de controlar la suciedad en el filtro de las toberas Presostato encargado de proteger el sensor de presión PSEL. Presostato encargado de proteger el sensor de presión (PNB). Presostato encargado de proteger el sensor de presión (PIL), en el ensayo de estanqueidad interna Operation User’s Manual - 76