Control de la Maqueta IPC-201c de SMC Mediante LabVIEW

Control de la Maqueta IPC-201c de SMC Mediante LabVIEW

Control de la Maqueta IPC-201c de SMC Mediante LabVIEW. Aplicación Didáctica.
"LabVIEW, además de ser una herramienta eficaz y
de fácil manejo es capaz de brindar una versatilidad
y flexibilidad para poder cambiar el comportamiento
de la aplicación de una manera sencilla y eficaz. "
- Alexis Roy Abrutsky, Escola Politècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Manresa( EPSEM)
El Reto:
Realizar una aplicación didáctica que sirva para formar a los alumnos de Ciclos Formativos de Grado Superior del área de Sistemas de Regulación y Lea el Caso
de Estudio
Control Automático así como a alumnos universitarios en el ámbito de la Tecnología de Control Industrial. Con el objetivo de realizar el control
Completo
automatizado y/o manual de la planta de procesado de líquidos IPC-201 de SMC.
La Solución:
Utilizar LabVIEW ya que es una herramienta que si se utiliza de manera correcta permite realizar aplicación en un tiempo reducido con respecto a
otros lenguajes de programación.
Autor(es):
Alexis Roy Abrutsky - Escola Politècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Manresa( EPSEM)
Francesc Delis-Director de Proyecto - Institut Lacetania
Rosa Argelaguet-Directora de Proyecto - Universidad Politécnica de Cataluña
Introducción:
En este caso la realización de una aplicación didáctica para controlar la maqueta IPC-201c de SMC mediante LabVIEW, tiene como principal objetivo ser
el Proyecto Final de Carrera de entrega obligatoria para obtener la titulación de Ingeniero Técnico Industrial especialidad en Electrónica Industrial. En él
se describe la realización de una aplicación didáctica para controlar por medio de un ordenador la maqueta de simulación de procesos industriales
IPC-201, adquirida por el Departamento de Electricidad y Electrónica del Institut Lacetània de Manresa. El proyecto se ha llevado a cabo pués en
colaboración entre la Escola Politècnica Superior d'Enginyeria de Manresa y el Departamento de Electricidad y Electrònica del Institut Lacetània. Los
directores de proyecto han sido Rosa Argelaguet (EPSEM) y Francesc Delis (EPSEM y Lacetània)"
La maqueta IPC-201 consta de tres depósitos en los que puede contenerse cualquier tipo de líquido (al ser didáctica contiene agua desalinizada para no
oxidar ningún componente). Contiene todos los sensores analógicos y digitales para controlar las variables necesarias para realizar el control de nivel,
caudal y temperatura de su depósito central, aparte de disponer de los actuadores adecuados para realizar el intercambio de líquido entre cualquiera de
los tres depósitos.
En este caso toda la maqueta es controlada por un ordenador con dos tarjetas de adquisición de datos del tipo PCI-6221 de 37 pines de National
Instruments. Toda la interface de usuario y el control están realizados con LabVIEW por la simplicidad y rapidez de desarrollo de aplicaciones que este
tipo de lenguaje de programación gráfica dispone. Esta aplicación consta de dos modos de funcionamiento, uno es el modo manual en el cual el usuario
puede controlar cualquier variable analógica y/o digital independientemente y en el cual no se realiza ningún tipo de regulación y el otro es el modo
automático el cual permite al usuario seleccionar la variable a controlar (nivel, caudal o temperatura), entrar las constantes del PID y realizar la regulación
automáticamente. Al ser de uso didáctico el programa se basa en poder realizar el control de las variables del sistema pudiendo cambiar los parámetros
PID para conseguir una respuesta determinada.
Adquisición de datos y control de las variables analógicas y digitales: para realizar la gestión de las variables analógicas y digitales se utilizaron dos
tarjetas de adquisición de la serie M de National Instruments PCI-6221(37 Pines), implementando para cada uno de los tipos de variables la configuración
y su posterior adquisición y generación.
Control del sistema: para controlar el sistema se implementó un PID clásico o en cascada que permite realizar el control de la maqueta entrando un set
point y los parámetros correspondientes del PID y generando la variable de control necesaria para poder controlar el sistema.
La interfaz de control: La interfaz de control consta de diversas opciones y diferentes espacios donde actuar sobre la maqueta, esta se divide en dos
partes, una en la que se puede actuar sobre los diferentes dispositivos de la maqueta y otra en la que pueden visualizarse los diferentes gráficos de la
respuesta ideal y real del sistema enfrente de las variaciones que el usuario introduzca.
Además la aplicación es capaz de gestionar dos tipos de usuarios bien definidos por niveles de acceso, recuperar datos guardados para su posterior
análisis, traducción del idioma de todas las pantallas (inglés, español y catalán) y el control remoto dentro del aula, entre otras muchas opciones de
funcionamiento.
Conclusiones:
La utilización de LabVIEW y sus múltiples herramientas de gestión de datos han permitido realizar este proyecto con total garantía y seguridad en el
funcionamiento así como permitir la publicación WEB en el entorno de el laboratorio donde se encuentra emplazada la maqueta para poder realizar el
control de la misma desde diferentes puntos de la misma. Aparte que por la modularidad y la filosofía que LabVIEW tiene permite realizar cambios en el
comportamiento del control de la maqueta e implementar otros tipos de controles más adecuados a este tipo de sistema con mucha facilidad. Así se
puede concluir que además de ser una herramienta eficaz y de fácil manejo es capaz de brindar una versatilidad y flexibilidad para poder cambiar el
comportamiento de la aplicación de una manera sencilla y eficaz.
Información del Autor:
Alexis Roy Abrutsky
Escola Politècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Manresa( EPSEM)
Manresa-Barcelona
España
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Figura 1: Esquema global del proyecto
Figura 2: Vista general de la maqueta IPC-201c
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Figura 3: Esquema de control e implementación PID absoluto
Figura 4: Interface de usuario. Scada
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Figura 5: Interface de usuario. Presentación de datos
Legal
Este caso de estudio (este "caso de estudio") fue desarrollado por un cliente de National Instruments ("NI"). ESTE CASO DE ESTUDIO ES PROPORCIONADO
"COMO ES" SIN GARANTÍA DE NINGUN TIPO Y SUJETO A CIERTAS RESTRICCIONES QUE SE EXPONEN EN LOS TÉRMINOS DE USO EN NI.COM.
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