Ingeniería Electrónica · 2019
Automatización del segundo anillo de calibraci6n del modulo de flujo del laboratorio de instrumentación basado en un pruver y medidor de flujo tipo coriolis
La automatización del proceso del segundo anillo de calibración del Módulo de Flujo basado en un probador bidireccional tipo esfera y un medidor de flujo tipo Coriolis que se encuentra en el laboratorio de instrumentación y control de la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB), forma parte de un conjunto de políticas, estrategias y procesos que adelanta la universidad, para cumplir con los criterios de calidad que le permitan dar respuesta oportuna a los rápidos cambios que plantea el entorno académico de los distintos programas académicos que ofrece. Este documento presenta el concepto y el principio de funcionamiento de los dispositivos que componen el hardware del módulo mencionado anteriormente y de la manera como estos son empleados para la verificación de la medición de flujo volumétrico. Además, presenta el diseño, configuración e implementación de la interfaz humano—maquina (HMI), desde la cual se controlaran los procesos de medición del sensor Coriolis y del probador bidireccional de esfera.
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Contenido
- INTRODUCCIÓNp. 22
- 1. CARACTERÍSTICAS GENERALESp. 23
- 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 23
- 1.1.1 Justificación del Proyectop. 24
- 2. OBJETIVOSp. 25
- 2.1 OBJETIVO GENERALp. 25
- 2.2 Objetivos Específicosp. 25
- 3. MARCO TEÓRICOp. 26
- 3.1 ANTECEDENTE HISTÓRICOp. 26
- 3.2.1 Principio de Funcionamientop. 30
- 3.3 EFECTO CORIOLISp. 35
- 3.3.1 Efecto Coriolis en el Sensor de Flujop. 35
- 3.3.2 Caudalímetros másicos Coriolisp. 36
- 3.4 SOFTWARE DE DESARROLLO DE SISTEMAS NI LABVIEWp. 39
- 3.4.1 Descripciónp. 39
- 3.4.2 Áreas de Aplicaciónp. 39
- 4. ESTADO DEL ARTEp. 41
- GLP……………………………………………………………………………………………p. 41
- 4.2 CALIBRACIÓN DINÁMICA DE UN PROBADOR BIDIRECCIONALp. 41
- 4.3 PRUEBA DE TURBINAS USANDO UN PROBADOR BIDIRECCIONALp. 42
- DE LOS CAMPOS CULEBRA-YULEBRA-ANACONDA HACIA EL CPFp. 43
- CUSTODIAp. 43
- FLUJO…………………………………………………………………………………………p. 46
- UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA CON BASE EN LAS NORMAS APIp. 46
- 5.1.1 Criterios de diseño Para Probadores de Flujop. 46
- 5.1.2 Parámetros de diseño del probador de flujop. 46
- PROBADOR BIDIRECCIONAL Y UN SENSOR TIPO CORIOLISp. 47
- 5.3 ANTECEDENTES DEL ENTORNO INDUSTRIALp. 47
- 5.3.1 Visita técnica AMBp. 47
- SEGUNDO ANILLO DE CALIBRACIÓN DEL MÓDULO DE FLUJOp. 49
- FLUJO DEL LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN DE LA UPBp. 49
- 6.1.1 Gabinete Eléctricop. 49
- 6.1.2 Bomba centrifugap. 51
- 6.1.3 Probador Bidireccionalp. 53
- 6.1.4 Especificaciones técnicas Sensor Coriolis FCB430p. 64
- 6.1.5 P&ID Segundo Anillo de Calibración del Módulo de Flujop. 65
- 6.1.6 Descripción Banco de Ensayop. 66
- ANILLO DE CALIBRACIÓN DEL MÓDULO DE FLUJOp. 67
- 6.2.1 Descripciónp. 39
- 6.2.2 Partes de un sistema DAQp. 67
- 6.2.3 Módulos Instalados para la Adquisición de Datos del Módulo de Flujop. 69
- FLUJO…………………………………………………………………………………………p. 72
- 6.3.1Relé de Estado Solido SSRp. 72
- 6.3.2 Interruptores detectoresp. 62
- (INTERFAZ HUMANO MAQUINA) EN LABVIEWp. 77
- 7.1 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓNp. 77
- 7.2 PROTOCOLO MODBBUSp. 77
- 7.2.1 Modbus RTUp. 78
- VELOCIDADp. 79
- 7.4 PRUEBAS PRELIMINARES DEL DISEÑO DE LA HMIp. 80
- 7.4.1 Electroválvulasp. 81
- 7.4.2 Sensores Magnéticosp. 81
- 7.4.3 Sensor Coriolisp. 82
- 7.4.4 Lectura y escritura de datosp. 83
- 7.4.5 Motobombap. 83
- HUMANO MAQUINA) EN LABVIEWp. 85
- 7.5.1 Válvulas Solenoidesp. 85
- 7.5.2 Encendido, Apagado y Variación de las velocidades de la Motobombap. 87
- 7.5.3 Selector de puertop. 88
- 7.5.4 Cronometrop. 88
- 7.5.5 Animación de la HMIp. 90
- 7.5.6 Gráficas y Tabla de Datos con Fecha/Horap. 91
- 7.5.7 Monitoreop. 93
- 7.5.8 Informaciónp. 94
- 7.5.9 Tabla de Convencionesp. 95
- 8. ANÁLISIS DE RESULTADOSp. 96
- 8.1 FLUJO VOLUMÉTRICO DEL SENSOR CORIOLISp. 96
- 8.2 TIEMPOS DE RECORRIDO EN EL PROBADOR BIDIRECCIONAL TIPO ESFERAp. 97
- 8.3 CARACTERIZACIÓN DEL SENSOR CORIOLISp. 98
- 8.4 CARACTERIZACIÓN DEL PROBADOR BIDIRECCIONAL TIPO ESFERAp. 99
- RESPECTO A LA FRECUENCIA DE TRABAJO DE LA MOTOBOMBAp. 101
- 8.6 PRUEBAS DE VERIFICACIÓN REALIZADASp. 103
- 8.6.1 Sensor Coriolisp. 82
- 8.6.2 Probador bidireccional de tipo esferap. 104
- 8.6.3 Comparación de los métodos de mediciónp. 104
- 9. CONCLUSIONESp. 107
- 10. RECOMENDACIONESp. 108
- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICASp. 109
- APÉNDICESp. 114
- Figura 1. Probador con Múltiples Detectoresp. 28
- Figura 2. Partes del PBTEp. 30
- Figura 3. Probadores de sección de recta y sección doblada en forma de “U”p. 30
- Figura 4. Probador Unidireccional en forma de “U”p. 32
- Figura 5. Probador Bidireccional en forma de “U”p. 33
- Figura 6. Probador Bidireccional de Pistónp. 34
- Figura 7. Medidor Coriolis Promass F200 de Endress +Hauserp. 35
- Figura 8. Efecto coriolis en el Sensor de Flujop. 36
- Figura 9. Caudalímetros Másicosp. 37
- Figura 10. Demostración Efecto Coriolisp. 38
- Figura 11. Visita técnica AMBp. 48
- Figura 12. Variadores de Velocidadp. 49
- Figura 13. Sistema de adquisición de Datosp. 50
- Figura 14. Diagrama Eléctrico del Tablero de Controlp. 51
- Figura 15. Motobomba Pedrollop. 52
- Figura 16. Modelo 3D Probador Bidireccional UPBp. 53
- Figura 17. Probador Bidireccional UPB ya instaladop. 53
- Figura 18. Probador Bidireccional Tipo Esferap. 54
- Figura 19. Válvula de entrada y Válvula de salidap. 55
- Figura 20. Válvula de 4 víasp. 55
- Figura 21. Comparación de pulsos de ida y vueltap. 56
- Figura 22. Distribuidor probador bidireccionalp. 58
- Figura 23. Válvula solenoide Burkertp. 59
- Figura 24. Datos Técnicos Válvula Solenoidep. 60
- Figura 25. Dimensiones válvula solenoidep. 60
- Figura 26. Cámara de lanzamiento y pre carrera probado bidireccionalp. 61
- Figura 27. Sección Volumen calibradop. 62
- Figura 28. Especificaciones Técnicas CS1-Up. 63
- Figura 29. Sensor CS1-Up. 63
- Figura 30. Coriolis Master FCB430p. 64
- Figura 31. Modelo 3D. Estructura Sensor Coriolisp. 65
- Figura 32. P&ID del Segundo Anillo De Calibración del Módulo de Flujop. 65
- Figura 33. Partes de un sistema DAQp. 68
- Figura 34. Sistema de Adquisición de Datos Usado en el Módulo de flujop. 68
- Figura 35. Chasis USB CompactDAQp. 69
- Figura 36. Modulo análogo de corriente NI9203p. 70
- Figura 37. Modulo NI-9421p. 70
- Figura 38. Módulo NI-9472p. 71
- Figura 39. Relé estado sólidop. 72
- Figura 40. SSR (SO942460)p. 73
- Figura 41. Especificaciones del SSRp. 74
- Figura 42. SSR instaladop. 74
- Figura 43. Circuito Equivalente del CS1-Up. 75
- Figura 44. Especificaciones Técnicas del Sensor CS1-Up. 76
- Figura 45. Una Relación de Red Maestro-Esclavop. 77
- Figura 46. Interfaz de prueba para las Válvulasp. 81
- Figura 47. Interfaz de prueba para los sensores Magnéticosp. 82
- Figura 48. Interfaz para manejo del Sensor de Tipo Coriolisp. 83
- Figura 49. Lectura y Escritura de Datosp. 83
- Figura 50. Botones para las diferentes frecuencias de la Motobombap. 84
- Figura 51 Diagrama de Programación Válvulas solenoidesp. 85
- Figura 52. Diagrama de Programación para el Cronometrop. 86
- magnéticosp. 86
- Figura 54. Frecuencias de trabajo, botones de encendido y apagadop. 87
- Figura 55. Diagrama de programación para el manejo de la motobombap. 88
- Figura 56. Selector de Puertop. 88
- Figura 57. Diagrama de Programación para el Cronometro,p. 89
- Figura 58. Indicador del cronometrop. 90
- Figura 59. Programación para la animación del proceso de la HMIp. 90
- Figura 60. Animación en la HMIp. 91
- Figura 61. Diagrama de programación para la Tabla de Controlp. 91
- Figura 62. Diagrama de Programación para las Gráficas de los Datosp. 92
- Figura 63. Gráficas y Tabla de Control en la HMIp. 93
- Figura 64. Monitoreo del Hardware en la HMIp. 94