Transformación de un Banco de Pruebas Hidráulico en un Laboratorio Remoto

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"La tecnología NI permitió desarrollar una solución práctica para la instrumentación y el control del banco serie-paralelo del Laboratorio de Conversión de Energía Mecánica de forma remota y virtual, siendo de gran importancia para el cumplimiento de los objetivos educativos del laboratorio."

- Prof. Msc. Jesús Hidalgo, Universidad Simón Bolívar, Departamento de Conversión y Transporte de Energía

The Challenge:
Instrumentar y controlar de forma remota y virtual a través de internet o una tableta inteligente, un banco de pruebas hidráulicas de bombeo serie-paralelo del Laboratorio de Conversión de Energía Mecánica.

The Solution:
Se implementó un sistema de monitoreo y control con una tarjeta DAQ USB de NI en conjunto con una aplicación desarrollada en LabVIEW 2013, que permite interactuar con el banco en tiempo real, desde el computador, internet o un ipad.

Author(s):
Prof. Msc. Jesús Hidalgo - Universidad Simón Bolívar, Departamento de Conversión y Transporte de Energía

Introducción:

El laboratorio de Conversión de Energía Mecánica de la Universidad Simón Bolívar (Caracas-Venezuela) tiene el proyecto de mejorar sus técnicas de enseñanza en ingeniería, automatizando sus diversos bancos de prueba, entre ellos el de bombeo centrífugo serie-paralelo. La metodología educativa escogida requiere la transformación de las prácticas presenciales en prácticas remotas y virtuales.

Descripción de la Aplicación:

Se instrumentó el banco hidráulico serie-paralelo con sensores de presión industriales 4-20 mA. La cooperación del laboratorio de electrónica de la Universidad Simón Bolívar permitió construir una caja de acondicionamiento de señales mediante una tesis de pregrado para adecuarlas a la tarjeta USB de NI.  Se modificó el sistema de control de las bombas y se agregaron contactares en estado sólido 3-32 DCV permitiendo su accionamiento desde la tarjeta. Véase figura 1.

Se codificó en LabVIEW 2013 una aplicación que permite leer, almacenar y mostrar al usuario en tiempo real las señales provenientes de los sensores, realizando cálculos de potencia y eficiencia, a la vez que se puede controlar el encendido y apagado de las bombas (ver figura 2). Un botón ubicado en el panel frontal permite enviar por correo electrónico, archivos en formato .csv con todos los datos obtenidos durante la práctica. El módulo LabVIEW 2013 DSC fue utilizado para ilustrar esquemáticamente el estado encendido-apagado de las bombas, la posición abierto o cerrado de cada válvula e indicar con colores los tramos de tuberías presurizados con agua.

Se utilizaron variables compartidas para transmitir y recibir información proveniente de tabletas portátiles con sistema operativo iOS. Se desarrollaron dos aplicaciones en Data Dashboard: La primera permite el monitoreo y control del banco (ver figura 3), y la segunda solamente el monitoreo. La herramienta de publicación web (web publishing tool) permitió compartir el panel frontal mediante navegador web e internet de forma embebida para su control remoto y en forma de imagen para permitir exclusivamente su monitoreo.

Una segunda aplicación que posee un panel frontal idéntico,utiliza los datos recabados en tiempo real y permite al usuario invocar cualquier estado de operación almacenado, haciendo posible la virtualización simulada de la práctica sin necesidad de encender el banco. Se compilaron múltiples copias de esta segunda aplicación para permitir el acceso virtual a la práctica por múltiples usuarios a través de internet.

Conclusión:

La tecnología NI permitió desarrollar una solución práctica para la instrumentación y el control del banco serie-paralelo del Laboratorio de Conversión de Energía Mecánica de forma remota y virtual, siendo de gran importancia para el cumplimiento de los objetivos educativos del laboratorio.

Author Information:
Prof. Msc. Jesús Hidalgo
Universidad Simón Bolívar, Departamento de Conversión y Transporte de Energía
Venezuela
Tel: 58.212.906.41.34
hidalgomorillo@usb.ve

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