Andrés Serrano, Universidad de Valladolid
Ensayar máquinas eléctricas y mostrar resultados gráficas, etc. en tiempo real, accionando las máquinas a través de Internet, en pantalla digital (para que lo vea todo el grupo, alumnos y profesorado) y/o en ordenador personal (para hacer el ensayo desde casa o desde el aula de teoría o en el mismo laboratorio). Es decir, tratamos de generar una plataforma para el desarrollo de prácticas de laboratorio de circuitos eléctricos y de máquinas eléctricas.
Utilizar las facilidades que aporta LabVIEW respecto a las comunicaciones industriales (ModBUS) y su entorno totalmente configurable para desarrollar una herramienta que permita la realización de todo tipo de prácticas de circuitos eléctricos y máquinas eléctricas mediante la conexión de LabVIEW con aparatos de medida y equipos de control industriales.
Moisés San Martín - Universidad de Valladolid
Eduardo Parra - Universidad de Valladolid
Andrés Serrano - Universidad de Valladolid
Carlos Ledo - Universidad de Valladolid
Con el objetivo de optimizar las sesiones de prácticas de laboratorio en Escuelas de Ingeniería (y escuelas profesionales) es interesante desarrollar una plataforma que simplifique el desarrollo de los ensayos y que permita la reproducción del ensayo a partir de los datos almacenados, el control remoto de los ensayos y la generación automática de gráficos y diagramas. Esta plataforma deberá tener, entre otras, las siguientes características:
A fin de desarrollar un sistema abierto se han utilizado dispositivos de medida y de control de distintos fabricantes, con la única condición de que los dispositivos permitan la comunicación ModBUS ( Serie o Ethernet).
Descripción de la Plataforma de ensayos a desarrollar
Para conseguir el objetivo propuesto se ha desarrollado un software mediante LabVIEW que realiza la lectura de los distintos aparatos de medida y comunica con equipos de control para la automatización del ensayo. Este software permite la determinación de nuevas variables, a partir de fórmulas con los datos procedentes de las lecturas de los aparatos de medida.
Se ha desarrollado una plataforma abierta para integración de nuevos ensayos. Los ensayos diseñados hasta este momento se relacionan a continuación:
Como se puede observar en las figuras 1 y 2, el mismo software sirve para realizar diferentes ensayos (en el ejemplo circuitos eléctricos y transformadores).
El software adquiere los datos de los aparatos de medida industriales, los representa en los gráficos correspondientes y los almacena de forma automática en los ficheros de usuario con el fin de posibilitar la reproducción de los ensayos con los datos almacenados. Los distintos elementos de control del panel frontal (interruptores, pulsadores, etc.) se comunican con los dispositivos de control (conectando y desconectando los elementos del esquema), lo que permite la gestión completa del ensayo.
El software realizado en LabVIEW se ha hecho totalmente configurable con el fin de poder incrementar el número de ensayos diferentes, así como poder conectar otros dispositivos siempre que incorporen el protocolo ModBUS.
Junto con el software se ha preparado una documentación donde se explica cada uno de los ensayos, introducción teórica, esquemas de conexión, etc. Esta documentación se encuentra publicada de forma completa en http://books.google.es/books?id=UPYI1D58ADcC&source=gbs_navlinks_s. Véase, como ejemplo, la Figura 3 en la que se representa un esquema para la conexión de una máquina síncrona donde se especifican los distintos aparatos de medida. Se han preparado, además, unos videos de ensayos realizados y que se pueden visualizar en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/gestion-de-ensayos-el.
Tanto el software como la documentación están a disposición de los alumnos en la página WEB http://www.aulamoisan.com/software-moisan/gestion-de-ensayos-el con el fin de que puedan reproducir los ensayos en sus lugares de estudio a partir de los datos almacenados.
Dado que tanto la gestión como el control se realizan con una computadora es aconsejable incorporar un proyector para una mejor visualización del ensayo por parte de todos los alumnos. En nuestros laboratorios, además, se ha incorporado de una pantalla digital interactiva que permite el control del ensayo (véase figura 4).
Si bien las prácticas se hacen principalmente en el laboratorio, mediante conexión Ethernet es posible realizar el ensayo a distancia por lo que se puede usar incluso en clases de teoría para ilustrar las explicaciones. En este sentido, el software desarrollado permite también el uso del módulo Remote Panel para control remoto de la aplicación desde página WEB.
Con esta herramienta se ha conseguido una mejora notable en el desarrollo de prácticas de circuitos eléctricos y de máquinas eléctricas, dado que la plataforma se encarga de la gestión de los ensayos, representación y control. Se ha reducido notablemente los tiempos de ensayos, lo que permite en las sesiones de prácticas centrarse en la explicación de la materia principal, en nuestro caso, las máquinas y los circuitos eléctricos, así como en analizar los resultados obtenidos.
Moisés San Martín
Universidad de Valladolid