INTRODUZIONE
Lo scopo di questo lavoro è quello di simulare, sotto vari aspetti,
il processo di riscaldamento del liquido contenuto in una vasca, con la
peculiarità di mantenere costante a regime la temperatura del liquido
sopra citato dopo una fase transitoria utile a portare la stessa ai valori
predefiniti.
Il sistema è formato da due vasche; una detta principale nella
quale avviene il processo di riscaldamento, ed una detta secondaria che
ha la funzione di supporto alla prima, serve a fornire il liquido da riscaldare,
a raccogliere il liquido riscaldato alla fine del processo di riscaldamento
e a fornire il liquido per il ricircolo nel caso in cui la temperatura
dentro la vasca principale dovesse superare di circa 3° C il set-point.
DESCRIZIONE
DEL PROCESSO
Inizialmente la vasca principale è completamente vuota, mentre
la vasca secondaria è completamente piena, dando inizio al processo
si comincia con il riversare acqua nella vasca principale tramite la pompa
d’ingresso. Non appena il livello dell’acqua copre completamente
la resistenza, viene mandato un segnale all’attuatore per far si
che l’acqua cominci a riscaldarsi, nel frattempo la vasca continua
a riempirsi.
Non appena il livello dell’acqua nella vasca principale arriva al
suo valore massimo, viene spenta la pompa d’ingresso alla vasca
e si aspetta che la temperatura del liquido raggiunga il valore stabilito.
Dopo che la temperatura del liquido contenuto nella vasca principale raggiunge
la temperatura desiderata (set-point) il sistema passa dalla fase transitoria
alla fase di regime, dove la temperatura viene mantenuta al valore desiderato
grazie a un controllo a catena chiusa realizzato tramite un PID.
Quando il sistema è in funzione viene monitorato il livello del
liquido nella vasca principale, e nel caso in cui dovesse abbassarsi al
di sotto del suo valore massimo viene attivata la pompa di ingresso per
ripristinare il livello; inoltre se la temperatura del liquido dovesse
superare di circa 3° C il set point viene attivato un ricircolo del
liquido allo scopo di favorirne il raffreddamento.
DESCRIZIONE DELL'IMPIANTO
L'impianto é composto sostanzialmente da tre parti:
• Il processo fisico
• elettronica di controllo
• sistema di acquisizione e elaborazione realizzato tramite PLC e il sistema di monitoraggio e acquisizione comandi realizzato tramite SCADA su PC.
Scopo dell'apparecchiatura é controllare il livello e la temperatura
dell'acqua dentro la vasca agendo sulle pompe di ingresso uscita e sulla
potenza termica erogata dall’elemento riscaldante, il tutto sotto
il controllo del PLC con l’ausilio del PID in esso implementato
a livello software. Per la rilevazione della temperatura dell'acqua viene
usato un sensore analogico (sonda di temperatura) posto dentro la vasca
principale, mentre per la misura dei livelli del liquido delle due vasche
sono stati usati cinque sensori digitali a microswitch:
• 3 nella vasca principale e usati per rilevare il livello alto, basso e la copertura della resistenza
• 2 nella vasca secondaria usati per rilevare il livello alto e basso.
E' stato utile utilizzare un miscelatore, presente nella vasca principale, allo scopo di rendere omogenea la temperatura dell’acqua in essa contenuta: qui di seguito è riportata la figura rappresentante il sistema da controllare:
