Controllo Turbina Idroelettrica Con Plc

[murdock]

Salve a tutti,

Avrei intenzione di controllare una turbina idroelettrica da 4 kw monofase con un plc, utilizzando il sistema a dissipazione con zavorra elettrica, mantenendo costante l'assorbimento dell'energia prodotta dal gruppo turbina-generatore,la resistenza zavorra provvede a dissipare tutta l'energia prodotta dall'impianto e non utilizzata dall'utenza cosi da mantenere tensione e frequenza costante.

Viceversa quando l'utenza assorbe (accensione di luci e carichi vari) la zavorra si abbassa fino a spegnersi quando l'utenza assorbe tutta la corrente della turbina.

Che tipo di plc mi consigliate e che cosa avrei bisogno per questo utilizzo di un plc, la mia idea era di utilizzare una sorta sensore che mi legga la frequenza di rete della turbina e da interfacciare al plc e quando aumenta la frequenza causa distacco carichi d'utenza mi vada a controllare in continuo la zavorra utilizzando un dimmer con ingresso 0-10v cosi da mantenere costante il carico e di conseguenza i giri della turbina al variare dal carico utenza e mantenere i 230v a 50Hz oltre a non mandarmi in fuga l'alternatore, secondo voi é fattibile dato che non posso e non é convegnente regolare il flusso della acqua in base al carico utilizzare un plc per questo tipo di regolazione, premetto che non sono un esperto di plc ma sono elettricista e la turbina é la mia e posso fare quello che voglio e non ho nessuna fretta dato che la turbina ora dissipa tutta la corrente prodotta con resistenze elettriche per scaldare acqua sanitaria e o riscaldamento,causa mancanza di reolazioni elettroniche, chiedo il vostro aiuto per la realizzazione, io possiedo un plc di seconda mano modello tsx Micro (tsx3721001)con modulo ingressi uscite tsx dmz28dr,posso ancora aggiungere due moduli e anche di un TBX7 (tbxcsp1625) che non ho idea dato che non ho il cavo per la conessione dati se funziona, credo che sia un espansione ingressi e uscite e non un plc

Grazie a tutti

Ciao

[Stefano Sormanni]

Scusa tanto, ma non hai mai preso in considerazione il fatto di vendere la corrente all'ENEL anzichè buttarla via ?

[odx]

A mio avviso per 4Kw/h è meglio lasciar fuori del tutto l'Enel, poi devi pagare le tasse sull'autoproduzione imposte + addizionali, metti poi che si faccia la turbina in una baita montana ... !

[murdock]

salve,

io non butto via niente la utilizzo per scaldare 500 litri d'acqua dei rubinetti e quando é arrivata a temperatura,tramite un termostato dirotto verso una resistenza inserita in un tubo appositamente modificato del riscaldamento nel locale caldaia,é per questo che vorrei costruire una regolazione a dissipazione tramite plc per utilizzare anche in casa la potenza prodotta senza avere forti sbalzi di tensione causati dallo spegnimento dei carichi e utilizzare come zavorra le resistenze nell'acqua.

Per vendere all'enel, non é come gli impianti fotovoltaici connessi in rete con inverter, bisognerebbe mettere direttamente in parallelo l'alternatore con una centralina di controllo che sincronizzi il generatore alla rete enel

Per quanto ne so l'enel per le centraline idroelettriche accetta solo da una potenza in su e in media tensione a 15000V e poi 4 kw mi bastano al pelo per mé

ciao

Modificato: 22 febbraio 2005 da murdock

[Piero Azzoni]

sono anch'io convinto che la vendita all'enel e' improponibile

secondo me e' sbagliato il circuito di zazorra perche' i dimmer parzializzano la forma d'onda sporcandola enormemente

se hai un dimmer da 500 W. su un trasformatore da 400 kW non succede nulla

se hai un dimmer da 4000 W. parzializzato al 50.% su un generatore da 4000 W. lo fracassi in poco tempo

[murdock]

si in effetti ai ragione ma chi ti dice che uso un dimmer da 4000wt ne dispongo fino a 63A!!! monofase ovviamente, il fatto é che ho utilizzato su un altro impianto mini ydroelettrico un regolatore a dissipazione di recupero, in rete non ho trovato schemi tranne uno troppo esagerato in elettronica, in un impianto idroelettrico da 20kw trifase al quale faccio regolarmente manutenzione (il proprietario non si vuole sporcare le mani e non capisce niente, ma paga bene) cé un regolatore a dissipazione con 3 resistenze nude avvolte su supporto ceramico che dissipano 5KW ognuna, i circuiti stampati 1x fase sono molto semplici utilizzano ognuno un triac montato separatamente su dissipatore in alluminio per pilotare la zavorra in base alla potenza prodotta e assorbita,credo che si basi sul variare della frequenza elettrica.Il problema é che dovrei chiudere la tirbina per mezza giornata per rilevare lo schema del circuito dato che in rete non ho trovato niente, volevo farlo con un PLC e un dimmer da 32A, ma non so che sensore utilizzare per la lettura della frequenzadi rete da interfacciare al PLC.

Mi sebrava piu semplice e versatile la realizzazione in questo modo,se qualcuno puo darmi una mano ne sarei grato,anche senza plc se non si puo fare.

Grazie a tutti

[murdock]

Vedo che appena si esce dagli schemi ,tra virgolette il solito banale utilizzo di plc nessuna sa rispondere

bravi vedo che siete tutti INGEGNERI grazie comunque

barzelletta:

un ingegnere il primo giorno di lavoro,

il datore li da una scopa e li dice di cominciare a pulire,

ing-ma come io sono ingegnere...

dat-a é vero ti devo spiegare come funziona

hahahhehe

[ivano65]

per quanto ne so' il sistema della zavorra viene utilizzato anche nelle centrali di produzione per stabilizzare la frequenza.

complesso e' metterlo in pratica, ti servono altri strumenti oltre al plc, forse e' piu' economico agire sulla portata dell'acqua

comunque tanto per avere piu' concetti da cui partire potresti dare un'occhiata al sito del grtn nella parte monografie tecniche.

ivano65

[murdock]

No non é cosi per stabilizzare la frequenza in una centrale di produzione ci vorrebbe una zavorra da 1 MW in su,

le centrali idroelettriche collegate alla rete nazzionale,é la rete stessa che le stabilizza dato l'utilizzo di alternatori asincroni girano ad una velocità direttamente rapportata alla frequenza della rete cui sono collegati ,dalla rete assorbono la corrente di eccitazione e l'energia reattiva necessaria alla propria magnetizzazione; non possono geenerare corrente se scollegati dalla rete perchè non sono in grado di provvedere alla propria corrente di eccitazione. Si usano in grandi reti (enel), nelle quali la loro potenza rappresenta una percentuale trascurabile del carico di sistema e da normativa le centrali che alimentano utenze pubbliche non possono essere in isola (tipo una centrale per solo un paese ma in parallelo alla rete nazzionale, a 500mt da casa mia ce né una da solo 400 kw ed é in parallelo in rete enel a media tensione 15000V mediante trasformatore.

Fidati ne ho visitate circa una quarantina e la piu grossa era da 130 MW 130.000kW e nessuna da 50-100 kw in su a zavorre, é impensabile !!!

Le zavorre si utilizzano solo per centrali idroelettriche in isola e da poche decine di kw,gia da sopra 50kw non conviene piu e si agisce sulla portata dell acqua, ma solo per quelle private in isola

ciao

[Paolo Cattani]

Che dire? Confermo tutto. Del resto, oltre i 50 kW l'eccedenza è meglio venderla al'Enel, visto il guadagno che ne consegue.

[elsabz]

ma non so che sensore utilizzare per la lettura della frequenzadi rete da interfacciare al PLC.

Potresti usare un analizzatore d'energia come questo: DIRIS Ap. Si collega al PLC mediante dei modulini da applicare sul retro. Ci sono moduli BUS (modbus, profibus ecc.) oppure moduli uscite analogiche cui potresti assegnare la frequenza o qualsiasi parametro che lo strumento butta fuori.

Ciao!

PS. ma per produrre energia idroelettrica non ci vuole una concessione governativa?

[Livio Orsini]

..ma non so che sensore utilizzare per la lettura della frequenzadi rete da interfacciare al PLC.

Non hai bisogno di sensori. Te la puoi misurare direttamente con il plc. Al massimo necessti di costruirti un dispositivo squadratore. Raddrizzi con un ponte a doppia semionda (così hai 100 Hz), riidici la tensione, con un partitore resistivo, ad circa 10Vp e squadri. Poi entri in un ingresso veloce, meglio in un contatore veloce, del PLC. Tramite l'interrupt a tempo ogni secondo fai la misura ed hai la tua frequenza precisa allo 1%. Se poi adotti un algoritmo "furbo" la precisione s'incrementa nel tempo, dopo 10s 0.1%, dopo 100s 0.01% e così via.

[elsabz]

Raddrizzi con un ponte a doppia semionda (così hai 100 Hz), riidici la tensione, con un partitore resistivo, ad circa 10Vp e squadri

interessante! Potresti fare uno schemino per chiarire?

[Dario Valeri]

ciao

e' meglio , anche , optoisolare.

ciao

dario

[murdock]

Grazie per i consigli, ho visto sul sito della Socomec dei trasduttori di misura piu economici che potrebbero fare al caso mio, anche la soluzione di Livio non é male, ma avrei bisogno di un plc con ingresso contatore veloce, come ho gia detto la suluzione elettronica su circuito stampato per la bilancia elettrica a zavorra é molto semplice ma dovrei fermare l'impianto per un pomeriggio per rilevare lo schema e utilizzare un plc mi sembrava una soluzione piu moderna.

In rete ho trovato solo questo schema che a mio parere é un po esagerato

grazie ancora

ciao

[Giorgio Demurtas]

Non so se con un plc riuscirai ad avere i tempi di risposta che ti servono.

Io, nel limite delle mia capacità, quando volevo controlare dei triac con le uscite del plc, leggendo il passaggio per lo zero con un'ingresso, no ci sono riuscito.

Il PLC era troppo lento e gli impulsi non arrivavano al momento giusto.

A 50Hz un periodo sono 20ms, e se devi contare rirardi di 0.5ms il PLC è troppo lento.

Ho risolto usando un PIC 16F84A.

Se cambi idea può esserti utile il mio circuitino per leggere il passaggio per lo zero.

[murdock]

Chiedo a voi esperti di plc un aiuto per una realizzazione a basso costo e di facile realizzazione, molte centrali private di media taglia oltre i 20kw utilizzano plc per la bilancia elettrica con zavorra (resistenze) e funziona !! ma non so come, io dispongo di dimmer da 16 o 32 ampere che accettano un segnale da 0 a 10 volt cc

per pilotare le resistenze, ma non riesco a interfacciare il plc per la lettura della frequenza,credo che si possa fare anche con la tensione dato che é strettamente legata alla frequenza, non so per quale motivo tutti i regolatori su circuito stampato dedicato a questo utilizzo si basano sulla frequenza e non la tensione, forse é piu facile cirquitamente e non sulla tensione, ipotizzando un alternatore che cenera una tensione di 230v a 50hz con un carico costante di 5 kw se io tolgo 1kw la tensione e ovviamente frequenza aumentano e il kw tolto lo devo sostituire con una zavorra controllata dal dimmer che li faccia assorbire in cuesto caso 1kw ma puo andare da 0 a 5kw, il plc dovrebbe **ire una tensione di pilotaggio del dimmer di 2Vcc per far assorbire alle resistenze 1kw,esempio a 1 volt cc le resistenze dissipano 500wt a 2v>1kw a 3v>1,5kw a 4v>2kw a 5v>2,5kw e cosi via fino a 10 volt per 5KW é ovvio che é meglio una regolazione continua e non a gradini, non importa se non é immediata anche se é di mezzo secondo o uno non importa dato anche dal fatto che la reazzione della turbina non é immediata, se la tensione arriva con sbalzi superiori o inferiori del 4%quando si staccano o si attaccano carichi d'utenza non importa poi si stabilizza e rimane stabile fino al prossimo stacco o attacco (di solito frigo inluminazione ecc non stacco o attacco 5kw di colpo ma poche centinaia di vat alla volta ) secondo voi per questa realizzazione che materiale avrei bisogno, trasduttori di tensione o frequenza ecc,plc soprattutto di che tipo o meglio modello consigliato e di facile programmazione ??premetto che ho in manutenzione come gia scritto una turbina idroelettrica che pero utilizza un circuito elettronico per questa funzione e di costruzione artigianale e funziona egreggiamente, ma non mi interessa io volevo farlo tramite plc e dimmer di potenza in modo da gestire il tutto a piacimento e o di monitorare a distanza il tutto tensione errogata dal alternatore potenza assorbita dall utenza,potenza assorbita dalle resistenze di zavorra ecc magari con un pc dedicato per l'aquisizione dei dati.

Se conoscete anche soluzioni comerciali, sono ben accette.

Grazie a tutti per l'aiuto

ciao

[BAntonio]

Rispondo velocemente senza guardare gli altri post.

Io ho fatto così in una centrale da 20 kw trifase.

dinamo tachimetrica sull'albero della turbina con relativo partitore risultato: 6 volt a 1500 giri dell'alternatore.

Regolatore pid abbastanza veloce

- segnale di ingresso : tensione della tachimetrica

- uscita : 4 - 20 mA

Parzializzatore di fase (trifase 30A per fase ) + filtro per la rete

ingresso : l'uscita del regolatore pid

La turbina è sempre aperta al massimo, se c'è bisogno tiene il livello dell'acqua

Tutta l'energia prodotta và in resistenze , boiler con serpentina per sanitari, quando supera la soglia start pompa circolazione riscaldamento isteresi 5°C

Se sotto la linea del generatore il carico aumenta, vedi inserzione di qualche utilizzatore, i giri turbina diminuiscono, il regolatore risponde riducendo il segnale al parzializzatore, i giri tornano regolari, e quindi la frequenza torna regolare.

Quando il carico diminuisce, stop utilizzatore, i giri aumentano ed il regolatore aumenta il segnale al parzializzatore fino a stabilizzare i giri.

Funziona tutto:

Lo scostamento massimo dellafrequenza è di 1 Hz con inserzione di carichi dell'ordine dei 2 Kw, di carichi sotto i 500 W neanche se ne accorge. In 5 s la frequenza torna al valore voluto.

Attenzione: curare in maniera maniacale l'assemblaggio della dinamo tachimetrica e verificare lo stato dell'albero della turbina, l'albero storto manda il sistema in oscillazione ogni 3 X 4.

Unico problema elettrico riscontrato: Nella rete in questione che alimenta un'utenza domestica con elettrodomestici per 10 Kw (persino piano ad induzione fatto arrivare dalla germania) e relativo boiler di dissipazione ogni tanto la radiosveglia comincia a far correre il tempo ad una velocità circa doppia.

Per il resto è tutto ok. Tutti gli elettrodomestici sono REX tranne il piano ad induzione. Nessun guasto elettrico nemmeno agli elettrodomestici e va tutto da dicembre 2001.

[murdock]

ciao, anche la "mia " é simile alla tua con la differenza che a un controllo di carico a zavorra semplicissimo e perfettamente funzionante, la turbina non ha nessun sensore,dall alternatore va al quadro di controllo dove c'é la bilancia elettrica,che dissipa la potenza prodotta dalla turbina mediante resistenze in aria,quando attivo carichi d'utenza,luci forno figo lavatrice piano di cottura riscaldamento elettrico il circuito elettronico abbassa la potenza alle resistenze e poi la rida quando si staccano i carichi,é molto semplice e affidabile, tramite dei triak di potenza regola le resistenze basandosi sulla frequenza,piu aumenta piu le resistenze assorbono e viceversa,la tensione e frequenza e molto stabile, io volevo automatizzare il tutto con plc per sfizzio personale ed avere anche un telecontrollo a distanza e un minimo di acquisizione dati, non mi sembra una cosa tanno difficile, cercavo solo dei consigli,comunque l'impianto funziona benissimo

ciao grazie