ejemplo_control de temperatura on_off

5/17/2018 Ejemplo_Control de Temperatura ON_OFF - slidepdf.com

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Ejemplo Instrumento Virtual en Labview: Control de temperatura ON - OFF

Universidad Distrital "Francisco José de Caldas”, Facultad Tecnológica 

Tecnología Electrónica

Profesor: Jairo Vargas Caleño

El objetivo de este taller es mostrar el proceso de implementación de un sistema de control ON - OFF para

temperatura, utilizando un VI desarrollado en LabView y un microcontrolador PIC16F877. 

HARDWARE QUE SE UTILIZA

Se requiere emplear el PIC 16F877 para sensar latemperatura de una planta, realizar conversiónanáloga digital, efectuar transmisión utilizando laUSART del microcontrolador y desarrollar una

estrategia de control para la activación de unelemento generador de calor y un ventilador paragenerar refrigeración.

Para activar la fuente de calor se propone uncircuito con TRIAC (BT136) que es disparado con unopto-triac (MOC3011) el cual recibe la señal delmicrocontrolador. El ventilador es manejado pordos transistores BJT (2n2222, TIP31) y siempreestará activo mientras la resistencia se encuentreapagada.

Para sensar la temperatura de la resistencia seutiliza el sensor LM35 que puede trabajar en unrango de 0 a 150 grados centígrados con unaresolución de 10 mV/C°. Esta señal se amplificautilizando un OP1741 para acoplar la señal al ADCdel microcontrolador

La comunicación entre el microcontrolador y elcomputador se puede realizar mediante elestándar de comunicación RS232, es por esto quese hace necesario la implementación de un circuito

de acople con el MAX232.

DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA

El panel frontal consta de dos visualizadores queregistran numérica y gráficamente la magnitud dela variable, tres indicadores boleanos querepresentan el estado de la variable (operación

normal, alarma valor máximo y alarma valormínimo) y un control (Dial) que selecciona el valorde la variable. Adicionalmente se implementarondos visualizadores que simulan la resistencia y elventilador del sistema.

A continuación se muestran las rutinas quecomponen todo el sistema.

1. Visa Configure Serial Port.

Selecciona el puerto de comunicaciones (Com1,com2), configura la velocidad de transmisión ymanejo de error en la transmisión.

2. Visa Write

Recibe datos en formato String por medio del

Write Buffer y los lleva al Serial Port donde el datoes leído por el PIC.

3. Visa Read

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 Utilizando el Read Buffer lee el dato enviado por elPIC. Se configuro para que leyera únicamente unbyte. El formato del dato es también String.

4. Rutina envió datos

Su función es generar el dato que es enviado al PIC.Consta de las siguientes funciones:

Number to bolean array: convierte una variabledecimal en un arreglo boleano.

Array:. este indicador se utiliza para verificarvisualmente que el dato que se transmite sea elmismo que se recibe en el PIC.

Bundle:. almacena el dato en un clúster.

Cluster to array: toma el dato almacenado en elclúster y lo convierte en un arreglo unidimensional.

Byte array to String: convierte el arreglo en Stringpara ser escrito en el puerto utilizando Visa Write.

5. Lectura del datos

Utilizando Visa Red lee el dato enviado por PIC enformato String. Para poder manipularlo se utilizanlas siguientes funciones.

String to byte array: convierte el dato leído (String)en un arreglo unidimensional.

Array to cluster: almacena el arreglo en un cluster.

Unbundle cluster: permite extraer de formaindividual los cada uno de los datos del arreglo.

Indicador Temperatura (Gauge): visualiza el valorde la variable.

Gráfica Temperatura (Waveform Chart): graficacada uno de los valores leídos de la señal en eltiempo.

6. AlarmasEsta rutina compara el valor leído de la señal condos límites máximo y mínimo, que son fijados por

el usuario utilizando dos controles numéricos. Si sesobrepasan los valores fijados se enciende unindicador boleano. De lo contrario permaneceráactivado el indicador Operación Normal.

Consta de dos comparadores que evalúan el estadode la señal y una función NOR. Si el límite máximoes menor que la señal se genera un uno que activael indicador de alarma alta (HA). Cuando la señal esmenor que el límite mínimo se genera un uno queactiva el indicador de alarma baja (LA). Por elcontrario cuando la señal se encuentra en el rangoestablecido la función NOR genera un unomanteniendo encendido el indicador de operación

normal.

7. Retardo

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Permite generar un retardo utlizando la funciónWait until Next ms Multiple para que lasoperaciones del bucle se ejecuten a intervalosregulares de tiempo.

8. Case de controlSe utilizan tres case que realizan el control on off de la variable sensada. El primero (por defecto)arroja un mensaje de operación normal si elproceso esta en el rango establecido. El segundocase verifica si la variable sobrepasa el límitemáximo y envía un comando al microcontroladorpara que apague la resistencia y encienda elventilador. El tercer case apaga el ventilador yenciende la resistencia si la temperatura baja dellímite inferior.

Los valores de entrada del case corresponden a lassalidas del bloque de alarmas y son almacenadosen un array.

9. Control de inicio

Consta de un control boleano que activa el ciclo

While.

CONCLUSIONES

El control implementado corresponde a un sistemaen lazo cerrado que monitorea, registra y regula lavariable del proceso activando y desactivando elelemento generador de calor.

La realización del control utilizando LabView es unatarea sencilla luego de aprender a configurar yutilizar las funciones específicas. Leer y escribir enlos puertos de comunicaciones son rutinas fácilesimplementando Visa Configure Serial Port. Unpunto importante para obtener los resultadosesperados fue la apropiada manipulación de losdatos que servían como entradas y salidas de lasdiferentes rutinas que componen el VI.

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Panel frontal

Diagrama control