In laboratorul de incercari in constructii, probele de beton si de ciment trebuie sa fie depozitate sub apa inainte de testare, un numar de zile conform SR EN 12390-2:2002, pct. 5.5.2 (… epruveta se pastreaza inainte de incercare in apa la temperatura de 20 0C ± 2 0C).
Normele in vigoare impun si o procedura de citire si inregistrare a temperaturii de depozitare a acestor probe.
De asemenea, in fiecare laborator exista si o etuva electrica necesara pentru a usca materiale si unele teste la temperaturi pana in 350 0C, iar aceste operatii trebuie efectuate sub o temperatura controlata si inregistrata in evolutia ei.
Ne-am propus sa modernizam cuvele existente (pentru betoane si pentru cimenturi) cu un sistem de incalzire, termostatare si inregistrare automata a valorilor de temperatura. Pentru etuva ne propunem o modernizare cu un sistem de termostatare si inregistrare automata a valorilor de temperatura. Aceasta modernizare s-a realizat la SC Confort SA Galati.
Situatia existenta inainte de modernizare
In laboratorul societatii amintite, cuvele pentru mentinerea probelor de beton si ciment sub apa nu aveau un sistem de incalzire, regulator de temperatura si nici sistem de inregistrare automata a temperaturii apei. Temperatura se verifica utilizand un termometru cu mercur, iar citirea acestuia si inregistrarea temperaturii se faceau manual, cu erorile de citire ce tin de fiecare persoana in parte.
In afara programului de lucru, nu se inregistra evolutia temperaturii apei.
Etuva avea in general partea de automatizare defecta sau depasita moral (regulator de temperatura improvizat, nefunctional din lipsa traductoarelor). Realizarea unor determinari precise era problematica din cauza dificultatilor de verificare fie si manuala a temperaturii.
Solutia adoptata
Pentru cuva de betoane
In vederea modernizarii am optat pentru montarea unui sistem de incalzire a apei, a unui modul de comanda al incalzirii si a unui traductor de temperatura.
Cuvele pentru mentinerea probelor de beton au un volum mare de apa, avand capacitati in jur de 1 mc, sub diferite forme geometrice, la cazul studiat cca 2 x 1,2 x 0,4 m. Pentru incalzirea cat mai uniforma a acestui volum de apa, am optat pentru montarea a 4 rezistente distribuite cate doua pe cele doua laturi, spre colturi, la 50 mm de fundul cuvei. Rezistentele de incalzire sunt de tipul celor utilizate la boilerele electrice si au puterea de 1kW.
Pentru a evita socurile de temperatura (totusi apa trebuie mentinuta la doar 20 0C), cele patru rezistente de incalzire au fost conectate in serie. In aceasta configuratie, puterea totala dezvoltata de cele patru rezistente este de 16 ori mai mica decat suma puterilor nominale a acestora (tabelul 1).
Alimentarea rezistentelor este controlata de un modul de comanda, in functie de temperatura masurata de o termorezistenta amplasata pe un suport, in centrul cuvei si cufundata cu partea sensibila in apa, asa cum rezulta din schema electrica prezentata in figura 2.
Modulul de comanda (delimitat cu linie intrerupta) are ca element principal un regulator de temperatura numeric A1, programabil, prevazut cu placa de comunicatie pe retea 485, care are panoul frontal ca in figura 1.
In functionare, pe pozitia liniilor verzi orizontale apare temperatura masurata de traductor. Pe pozitia cifrei 0 rosie este afisata permanent temperatura programata. LED-ul verde dreptunghiular din stanga sus aprins semnifica faptul ca este programat si cuplat primul releu de comanda al regulatorului.
Urmatoarele 2 LED-uri rosii indica programarea si cuplarea a urmatoarelor 2 relee de comanda din constructia regulatorului.
Cele trei butoane de la partea inferioara servesc la programare. Modul de programare este detaliat in cartea tehnica (neinclusa in acest articol) care insoteste produsul.
Regulatorul a fost programat pentru temperatura de 20 0C. Atat timp cat temperatura apei, masurata de termorezistenta, este sub aceasta valoare, contactul de la iesirile 19-20 este inchis (fig. 2), iar rezistentele de incalzire sunt alimentate de contactorul K1.
Dupa depasirea temperaturii programate, alimentarea rezistentelor este intrerupta.
Acest controler comunica printr-o retea seriala cu un PC in care se afla programul de aplicatie pentru monitorizarea temperaturilor.
Pe ecranul sinoptic al programului de aplicatie afisat pe monitor, s-a configurat imaginea din figura 3.
Pe soft sunt configurate toate controlerele conectate de pe retea. Cand programul este activat, imaginile controlerelor de pe PC „copiaza“ intru totul informatiile de pe controlerele de pe teren.
In plus, programul are facilitati de memorare a valorilor afisate, atat grafic, cat si intr-un fisier de tip text. Intervalul de timp intre doua valori de temperatura memorate poate fi programat intre 1 secunda si 24 ore. In figura 3 se poate vedea panoul sinoptic al programului cu graficul configurat.
Se constata din figura ca valoarea dorita a temperaturii a fost scalata in centrul graficului, si rezolutia pe orizontala (axa timpului) este 20 de minute.
Pentru cuva de cimenturi
Am adoptat o solutie similara cu cea de la cuva de mentinere a probelor pentru betoane. Singura diferenta consta in montarea a doar doua rezistente de incalzire inseriate, care debiteaza o putere de 4 ori mai mica decat suma puterilor nominale a acestora, conform tabelului 2.
Montarea celor doua rezistente a fost impusa de dimensiunile mult mai mici ale cuvelor care au capacitati de cca 0,5 mc si deci cantitatea de apa care trebuie incalzita este mult mai mica.
Cuva are un modul de comanda cu un regulator inteligent de temperatura ca cel de la cuva pentru mentinerea probelor de beton (fig. 4), legat impreuna cu acesta in reteaua tip 485. Si datele de la acest controler ajung la PC-ul pe care ruleaza programul de aplicatie, unde pot fi inregistrate pe acelasi grafic cu cele de la cuva de betoane (fig. 5).
Graficul pentru cuva de betoane se va trasa cu linie rosie, iar cel pentru cuva de cimenturi cu linie albastra.
Datele pentru cuva de cimenturi se pot reprezenta si in grafic separat, ca in figura 6.
Pentru etuva
Aceasta are in general din constructie 2 rezistente de incalzire. In cadrul acestei modernizari, am adaugat un regulator de temperatura ca cele de mai sus, un traductor de temperatura si doua contactoare, dupa cum rezulta din figura 7.
La etuva sunt programate doua praguri de temperatura si sunt comandate corespunzator doua contactoare de alimentare a rezistentelor de incalzire.
Operatorul programeaza doar temperatura la care se doreste incalzirea etuvei, celalalt prag ajustandu-se automat la 80% din cel programat.
Atat timp cat temperatura in incinta este sub 80 % din cea programata, sunt cuplate ambele contactoare si rezistentele de incalzire sunt alimentate in paralel, debitand puterea maxima.
Dupa depasirea acestui prag, ramane cuplat numai contactorul K2, situatie in care cele doua rezistente sunt alimentate in serie, si puterea disipata de acestea este de 4 ori mai mica. Se reduc astfel oscilatiile de temperatura in jurul valorii programate.
In functie de numarul rezistentelor de incalzire, se pot proiecta si alte scheme de comutare a conectarii acestora.
Cand este in functionare si datele de la etuva ajung prin retea la softul prezentat mai sus, se poate realiza inregistrarea grafica a acestora pe grafic separat sau pe acelasi grafic cu oricare din datele celorlalte aplicatii; chiar toate trei pe acelasi grafic, ca in figura 8.
Sistemul de achizitie a datelor
Este alcatuit din:
1. Un PC desktop pe care ruleaza programul de aplicatie, a carui functionare a fost prezentata mai sus cu un port serial de tip RS232.
2. Un convertor de retea RS232-485 tip K3-ADE.
3. O retea de date pe standard 485, care porneste din convertorul RS232-485 si trece pe la fiecare controler de temperatura.
Caracteristicile tehnice ale sistemului de monitorizare a temperaturilor sunt redate in tabelul 3.
Concluzii
Modernizarea prezentata in aceasta lucrare, realizata in cadrul Laboratorului SC Confort SA Galati, simplifica activitatea intr-un laborator de incercari in constructii, eliminand factorul uman din activitatea de urmarire si masurare a temperaturilor in cuvele de pastrare a probelor.
BiblIografie
[1] Soft specializat;
[2] SR EN 12390-2:2002 Incercare pe beton intarit. Partea 2: Pregatirea si conservarea epruvetelor pentru incercari de rezistenta.
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 31 – octombrie 2007
Autori:
ing. Liviu Sorin Arsene,
dr. Ing. Marian BADIU,
drd. ing. Roza Paiovici – ICECON SA Bucuresti
Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Lasă un răspuns