Ejemplo - Control de Temperatura ON - OFF

 

Ejemplo Instrumento Instrumento Virtual en Labview: Control de temperatura ON - OFF Universidad Distrital Distrital "Francisco José de C Caldas”, aldas”, Facultad Tec Tecnológica nológica   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 PIC16F877.. 

HARDWARE QUE SE UTILIZA Se requiere emplear el PIC 16F877 para sensar la temperatura de una planta, realizar conversión análoga digital, efectuar transmisión utilizando la USART del microcontrolador y desarrollar una estrategia de control para la activación de un elemento generador generador de calor calor y un ventilador para generar refrigeración. Para activar la fuente de calor se propone un circuito con TRIAC (BT136) que es disparado con un opto-triac (MOC3011) el cual recibe la señal del microcontrolador. El ventilador es manejado por dos transistores BJT (2n2222, TIP31) y siempre estará activo mientras la resistencia se encuentre apagada. Para sensar la temperatura de la resistencia se utiliza el sensor LM35 que puede trabajar en un rango de 0 a 150 grados centígrados con una resolución de 10 mV/C°. Esta señal se amplifica amplifica utilizando un OP1741 para acoplar la señal al ADC del microcontrolador La comunicación comunicación entre el microcontrolador y el computador se puede realizar mediante el estándar de comunicación RS232, es por esto que se hace necesario la implementación de un circuito de acople con el MAX232.

DESCRIPCIÓN DEL PROGRAMA El panel frontal consta de dos visualizadores que registran numérica y gráficamente la magnitud de la variable, tres indicadores boleanos que representan el estado de la variable (operación

normal, alarma valor máximo y alarma valor mínimo) y un control (Dial) que selecciona el valor de la variable. Adicionalmente se implementaron dos visualizadores que simulan la resistencia y el ventilador del sistema. A continuación se muestran las rutinas que componen todo el sistema. 1. Visa Configure Serial Port.

Selecciona el puerto de comunicaciones (Com1, com2), configura la velocidad de transmisión y manejo 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 dato es leído por el PIC.

3. Visa Read

 

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

4. Rutina envió datos

Array to cluster: almacena el arreglo ar reglo en un cluster. Unbundle cluster: permite extraer de forma individual los cada uno de los datos del arreglo. Indicador Temperatura (Gauge): visualiza el valor de la variable. Gráfica Temperatura (Waveform Chart): grafica cada uno de los valores leídos de la señal en el tiempo.

Su función es generar el dato que es enviado al PIC. Consta de las siguientes funciones: Number to bolean array: convierte una variable decimal en un arreglo boleano. Array:. este indicador se utiliza para verificar visualmente que el dato que se transmite sea el mismo que se recibe en el PIC. P IC.

6. Alarmas Esta rutina compara el valor leído de la señal con dos límites máximo y mínimo, que son fijados por el usuario utilizando dos controles numéricos. Si se sobrepasan los valores fijados se enciende un indicador boleano. De lo contrario permanecerá activado el indicador Operación Normal.

Bundle:. almacena el dato en un clúster. Cluster to array: toma el dato almacenado en el clúster y lo convierte en un arreglo ar reglo unidimensional. Byte array to String: convierte el arreglo en String para ser escrito en el puerto utilizando Visa Write.

5. Lectura del datos

Utilizando Visa Red lee el dato enviado por PIC en formato String. Para poder manipularlo se utilizan las siguientes funciones. String to byte array: convierte el dato leído (String) en un arreglo arr eglo unidimensional.

Consta de dos comparadores que evalúan el estado de la señal y una función NOR. Si el límite máximo es menor que la señal se genera un uno que activa el indicador de alarma alta (HA). Cuando la señal es menor que el límite mínimo se genera un uno que activa el indicador de alarma baja (LA). Por el contrario cuando la señal se encuentra en el rango establecido la función NOR genera un uno manteniendo encendido el indicador de operación normal.

7. Retardo

 

Permite generar un retardo utlizando la función Wait until Next ms Multiple para que las operaciones del bucle se ejecuten a intervalos regulares de tiempo.

8. Case de control Se utilizan tres case que realizan el control on off de la variable sensada. primero (por defecto) arroja un mensaje de El operación normal si el proceso esta en el rango establecido. El segundo case verifica si la la variable variable sobrepasa el límite máximo y envía un comando al microcontrolador para que apague la resistencia y encienda el ventilador. El tercer case apaga el ventilador y enciende la resistencia si la temperatura baja del límite inferior. Los valores de entrada del case corresponden a las salidas del bloque de alarmas y son almacenados en un array.

9. Control de inicio

Consta de un control boleano que activa el ciclo While.

CONCLUSIONES El control implementado corresponde a un sistema en lazo cerrado que monitorea, registra y regula la variable del proceso activando y desactivando el elemento generador de calor. La realización del control utilizando LabView es una tarea sencilla luego de aprender a configurar y utilizar las funciones específicas. Leer y escribir en los puertos de comunicaciones son rutinas fáciles implementando Visa Configure Serial Port. Un punto importante para obtener los resultados esperados fue la apropiada manipulación de los datos que servían como entradas y salidas de de las diferentes rutinas que componen el VI.

 

Panel frontal

Diagrama control