Controle Remoto – Bancada de Teste de Compressores HVAC Atende aos Padrões e Requisitos Globais de Energia

Resumo: O desafio do Grupo Electrotecnia Galiana: criar uma bancada de testes de alto desempenho para testar compressores de sistemas HVAC em toda a gama mundial de tensões e frequências, permitindo simultaneamente o comissionamento e a operação remotos via navegador web e VNC.
A solução escolhida: os controladores UniStream da Unitronics.

Descrição do projeto

O engenheiro de controle David Bragado, do Grupo Electrotecnia Galiana em Madri, teve um projeto desafiador: um cliente precisava de uma bancada de testes de alto desempenho, capaz de testar compressores de sistemas HVAC para o mercado global em uma ampla gama de tensões e frequências. O cliente também exigia recursos de acesso remoto: os operadores deveriam poder acessar e controlar o processo de teste remotamente.

O engenheiro Bragado já havia utilizado controladores programáveis ​​Vision da Unitronics em anos anteriores para diversos projetos na indústria de tratamento de água, mas para esta máquina complexa, ele integrou um CLP + IHM UniStream® USP-104-B10, um CLP UniStream® USC-P-B10 e uma seleção de Uni-I/O®, a fim de aproveitar os recursos avançados.

Objetivos do projeto

Os compressores de HVAC precisavam de uma bancada de testes de alto desempenho, uma máquina para testar cada compressor antes de sair da fábrica. Esses compressores de HVAC são fabricados para o mercado global — lembre-se de que os países têm diferentes padrões de fornecimento de energia. Como, no local de instalação, os compressores devem funcionar em uma ampla gama de tensões e frequências diferentes, a bancada de testes precisava ser capaz de simular qualquer fornecimento de energia do mundo.

Existem máquinas de bancada de testes semelhantes com a mesma finalidade, mas não com esse nível de automação e desempenho. Esta foi uma nova aplicação, um projeto desenvolvido do zero.

“Não creio que conseguiria realizar este projeto, com tantos requisitos diferentes, com qualquer outro dispositivo.”
“A funcionalidade e a versatilidade da série de controladores UniStream são impressionantes — e economizam muito tempo. Além disso, configurar o servidor web e o servidor VNC é incrivelmente fácil. Este último é uma ferramenta fantástica para comissionamento e operação. Configurar as comunicações também é rápido e fácil!”

Nossa bancada de testes precisava atender aos seguintes requisitos:

• Potência: Para simular fontes de alimentação de todo o mundo, a bancada de testes precisava ser capaz de gerar de 12 VCC a 460 VCA em 50 ou 60 Hz com uma potência máxima de 250 KVA.
• Controle de Tensão: Três linhas de energia precisavam funcionar simultaneamente.
  O UniStream tinha que fornecer tensão precisa em cada saída, gerenciando cada linha individualmente por meio de sequências separadas, comandando os inversores de frequência, chaves, contatores, variacs e muitos outros componentes.
  O operador inicia uma sequência selecionando a linha (250 kVA CA, 5 kVA CA ou 5 kVA CC), a frequência (50 ou 60 Hz) e a tensão a ser definida na saída.
  Após isso, o UniStream executa uma sequência de etapas: fecha alguns contatores, aciona os inversores de frequência, se necessário, e fecha a saída correspondente do transformador.
  Assim que houver tensão na saída, o UniStream realiza o ajuste fino automático, regulando a tensão o mais próximo possível do ponto de ajuste. Dependendo da carga e do tipo de teste, essa tensão pode variar durante o procedimento, portanto, o CLP regula continuamente os variacs para mantê-la o mais próxima possível do ponto de ajuste.
• Dados: Também havia a necessidade de coletar dados para analisá-los após o teste. Utilizei as funções de dados integradas do UniLogic para criar registros de dados com carimbo de data/hora dos testes e, em seguida, exportá-los para arquivos .csv para análise.
• Acesso remoto: Precisávamos permitir que o operador executasse testes enquanto estivesse no escritório — ou em casa, se fosse o caso. O recurso de servidor VNC integrado do UniStream tornou isso muito fácil, inclusive permitindo o acesso remoto à máquina via VNC.

O principal desafio foi usar um único controlador para lidar com uma longa lista de requisitos e tarefas muito diferentes. Além de controlar as tarefas de teste propriamente ditas, o CLP precisava gerenciar as comunicações — Modbus RTU e Modbus TCP —, o registro de dados e o gerenciamento de arquivos, bem como permitir a operação remota.

Houve desafios específicos que superei simplesmente criando minhas próprias funções — algo muito fácil de fazer usando o recurso UDFB (User Defined Function Block) do UniLogic .

Por exemplo, eu precisava regular o variac. Não pude usar a função PID integrada porque o variac não é um atuador analógico – ele funciona enviando um comando digital para aumentar ou diminuir a tensão.

No entanto, com o UniLogic, consegui criar facilmente minha própria função PID, que enviava pulsos para o variac de acordo com a distância entre o ponto de ajuste e o valor da tensão de saída. Quando a distância entre o ponto de ajuste e a tensão diminui, a largura do pulso diminui. Quando a distância aumenta, a largura do pulso aumenta, regulando continuamente a tensão para atingir o ponto de ajuste.

Eles também criaram funções para permitir que os operadores controlassem componentes individuais do sistema, facilitando a manutenção. Eu desenvolvi blocos de função para os contatores e os variadores, integrando recursos de operação automática/manual, intertravamentos e proteção contra falha na partida. Em seguida, criei um modelo de tela HMI para todos esses objetos; isso me permitiu criar instâncias únicas simplesmente indexando a estrutura a ser exibida na tela.

Enfrentei outro desafio relacionado ao Modbus — especificamente, com a velocidade de resposta dos 5 dispositivos escravos Modbus RTU em nossa aplicação. Resolvi o problema facilmente, alterando três deles para Modbus TCP. Depois disso, conseguimos que Modbus RTU e TCP funcionassem em conjunto — uma solução bastante eficaz. Conseguimos aumentar consideravelmente o desempenho da rede com apenas algumas alterações no CLP. A configuração da comunicação com o UniLogic é muito simples.

Vantagens da Unitronics

A grande vantagem é o alto nível de funcionalidade. O engenheiro Bragado continua dizendo: “Não acho que conseguiria atender a tantos requisitos diferentes com qualquer outro dispositivo único — e não precisei de licenças nem de hardware adicional.”

• A configuração de comunicação com o UniLogic é muito fácil. Consegui me comunicar via Modbus RTU e alterar alguns dispositivos escravos para TCP facilmente, mantendo ambos funcionando com excelente desempenho.

• Blocos de função: que foram essenciais neste projeto — são fáceis de construir e reutilizar.
• Telas HMI: foi muito simples desenvolver uma tela modelo única para meus blocos de função, permitindo que cada componente fosse operado individualmente.
• Os dados foram registrados e exportados para arquivos CSV com a hora e a data dos testes para o operador — não precisei de um registrador de dados separado.
• Acesso e controle remotos — uma das vantagens mais importantes — consegui configurar o servidor VNC da UniStream para realizar o comissionamento remotamente e permitir que o operador controlasse facilmente os testes do escritório ou de casa.

Este é um aspecto muito valioso!

Feedback direto do cliente

Suporte técnico da Unitronics

Utilizei o fórum de suporte da Unitronics.

As pessoas neste fórum são simplesmente ótimas. São muito ativas e sempre dispostas a ajudar. E o conhecimento técnico delas é realmente incrível. Sou grato a elas pela ajuda. Fiz perguntas sobre meus problemas com o Modbus e também pesquisei no fórum em busca de outras informações — muitas vezes, alguém já se deparou com o mesmo problema que você e a solução está publicada no fórum.

Alcançando a Unitronics

Na minha empresa anterior, trabalhei bastante com PLCs Vision. Implementamos dezenas de V120 em estações de tratamento de águas residuais e estações elevatórias de água por toda a Espanha, para alertar os operadores via SMS em caso de alarmes. Também realizamos um projeto de controle remoto com 8 PLCs Vision instalados em diferentes locais e o Indusoft Web Studio. Quando cheguei à minha empresa atual, eles já utilizavam Unitronics.

Escolhendo a Unitronics

Acho que são a solução perfeita para esse tipo de projeto. Os controladores da Unitronics são acessíveis, rápidos, limpos e você pode respirar aliviado ao terminar, porque sabe que tudo funciona. A durabilidade dos PLCs da Unitronics também é incrível. Já vi V120s funcionando por muitos anos, sob todos os tipos de condições ambientais adversas e sob diversos tratamentos. Tenho experiência com outros fabricantes e é tudo muito complicado, com diferentes versões, firmwares, compatibilidades, licenças, placas de comunicação…

O UniStream foi perfeito para este projeto: você tem um dispositivo tudo-em-um, a programação é muito fácil, a comunicação é fácil, o suporte é ótimo e possui muitas funcionalidades.

Nota pessoal e resumo de David

Estou muito orgulhoso do resultado do projeto. Construímos esta máquina incrível, única no mundo, e a equipe da Unitronics também é responsável pelo nosso sucesso, então, muito obrigado!

Acho que não teria conseguido realizar este projeto, que tinha tantos requisitos diferentes, com nenhum outro dispositivo.

A funcionalidade e a versatilidade da série de controladores UniStream são impressionantes — e economizam muito tempo de desenvolvimento . Além disso, configurar o servidor web e o servidor VNC é incrivelmente fácil. Este último é uma ferramenta fantástica para comissionamento e operação. Configurar as comunicações também é rápido e fácil!

Veja o case original