Banco collaudo pompe peristaltiche

Author(s):
G. Maini - CATE

Industry:
Industrial Controls/ Devices/ Systems, ATE/Instrumentation

Products:
LabVIEW, Multifunction DAQ

The Challenge:
Nel mondo industriale e domestico possono esistere molti casi in cui è necessario risolvere problemi di pompaggio e dosaggio di corpi liquidi ove si richiedano caratteristiche di precisione, stabilità di flusso e ridotti costi di utilizzo. Un classico esempio di pompaggio e dosaggio in cui si richiedono caratteristiche di stabilità del flusso è rappresentato dagli additivi e disinfettanti degli acquedotti e delle piscine, dove è fondamentale la precisione e l’affidabilità nel tempo. Per questi utilizzi sono solitamente impiegate pompe peristaltiche che grazie alle loro caratteristiche permettono di ottenere ottime prestazioni di pompaggio e dosaggio. Risulta quindi importante realizzare un sistema di test che permetta di collaudare in maniera efficiente questa tipologia di pompe, in modo da potere ricavare le grandezze d’interesse utili alla determinazione

The Solution:
Determinazione di un metodo di collaudo efficiente per Pompe Peristaltiche Per determinare un metodo di collaudo efficiente si è pensato di andare a testare tutte le grandezze. d’interesse della pompa utilizzando un fluido di riempimento che non fosse liquido: questo ha permesso di ridurre notevolmente i costi di produzione. Utilizzando come fluido di riempimento l’aria non è stato necessario realizzare un impianto idraulico per permettere alla pompa di effettuare la fase di pescaggio e successiva fase di scarico del liquido. Si è reso solo necessario la creazione di un piccolo circuito pneumatico che permettesse di ricavare la pressione d’esercizio della pompa nella zona di aspirazione e mandata. Scelto il tipo di fluido utilizzato per il collaudo, è stato definito il tipo di test da effettuare in modo da ricavare le grandezze d’interesse utili alla determinazione della qualità costruttiva; in particolare si è andati a suddividere il collaudo in tre fasi principali: • La pompa, tramite comando elettrico, viene messa in rotazione. • Dopo un certo tempo di assestamento (impostabile) si va ad acquisire, tramite sensori di pressione, il valore di depressione generato nella zona di aspirazione e il valore di pressione generato nella regione di mandata. Tramite opportuni trasduttori viene letto anche il valore di corrente elettrica assorbita dalla pompa durante il suo funzionamento. • Vengono confrontati i valori acquisiti con opportuni intervalli di riferimento che ne precludono l’ottemperanza o meno a determinati parametri di qualità costruttiva.

Definito il ciclo di collaudo si è reso necessario risolvere un nuovo problema: visto le limitate dimensioni delle pompe in prova si è reso opportuno permettere il collaudo di più pompe peristaltiche contemporaneamente.
Se dal punto di vista hardware (sia elettrico che meccanico) il problema non si presentava, dal punto di vista software la questione non era da sottovalutare: essendoci più stazioni di collaudo potevano crearsi delle condizioni di conflitto
nelle varie fasi di acquisizione e controllo.
Utilizzando le potenzialità di NI LabVIEW e le sue caratteristiche Multithreading è stato possibile creare tre stazioni di collaudo completamente indipendenti che ammettono l’acquisizione e il controllo di tre pompe peristaltiche
contemporaneamente.
Vista la tipologia di sensori di pressione utilizzati, si è preferito effettuare un’operazione di filtraggio dei dati acquisiti, utilizzando le estese funzionalità di NI LabVIEW per l’elaborazione del segnale. Questo ci ha permesso di ottenere
un sistema di test robusto ad eventuali disturbi sui segnali provenienti dai sensori di pressione, in particolare è stato possibile limitare le fluttuazioni del segnale dovute alle caratteristiche piezoresistive dei trasduttori utilizzati.

Il sistema di acquisizione e controllo
Per la gestione del Banco Collaudo Pompe Peristaltiche si è utilizzato un PC equipaggiato con processore Intel di classe Pentium 4 a 3.0 Ghz di clock e 512 Mega Byte di RAM, il sistema operativo utilizzato è Windows XP Professional.
Per lo sviluppo software è stato utilizzato l’ambiente di sviluppo NI LabVIEW e i driver NI-DAQmx.
Per quanto riguarda il sistema di acquisizione delle analogiche si è adottata una scheda NI PCI-6220; la scheda è stata utilizzata per la lettura dei valori di pressione, depressione e corrente delle pompe peristaltiche in prova. La NI
PCI-6220 si interfaccia con l’elettronica del banco prova attraverso una morsettiera NI CB-68.
Per quanto riguarda la gestione dei segnali di controllo e segnalazione presenti sul banco si è fatto affidamento ad una scheda NI PCI-6514. La scheda si interfaccia con l’elettronica presente attraverso due morsettiere NI CB-50.

Risultati
Tramite il banco prova è stato possibile fornire al cliente un sistema di test efficiente e robusto che permette il collaudo di più pompe peristaltiche contemporaneamente e in assoluta autonomia.
Questo è stato ottenuto tramite il sistema di sviluppo NI LabVIEW che ha permesso di realizzare un sistema di acquisizione e controllo affidabile e potente grazie alle molteplici caratteristiche e potenzialità offerte.

Commenti Finali
L’utilizzo dell’aria come fluido di riempimento delle pompe ha permesso di limitare sia i costi che le tempistiche relative alla realizzazione del banco di collaudo per pompe peristaltiche. Essendo l’aria un fluido comprimibile si sono dovuti
ricavare degli indici che potessero definire la qualità costruttiva della pompa diversi da quelli utilizzabili nel caso la pompa venisse testata con acqua (o fluido diverso). Questo però non ha causati problemi nella definizione del
banco di collaudo che non essendo a contatto con sostanze liquide risulta essere anche più sicuro e semplice da usare.
NI LabVIEW, inoltre, ha permesso di limitare il tempo di sviluppo del software di acquisizione e controllo del banco di collaudo permettendo di realizzare, in tempi ristretti, un sistema di acquisizione efficiente ed affidabile.

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