PRÁCTICAS: CONTROL ON-OFF, CONTROL PID. … · Informar sobre los diversos instrumentos virtuales...

Universidad Nacional Experimental del Táchira.Departamento de Ingeniería Electrónica.Núcleo de Instrumentación y Control.Redactor: Prof. Tito González.Revisores: San Cristóbal, Martes 03 de Febrero del 2015.

PRÁCTICAS: CONTROL ON-OFF, CONTROL PID.

Sistema de Adquisición de Datos, Análisis, y Control.

OBJETIVOS.

1. Dar a conocer las características generales de operación y cuidados en la manipulación del módulo deadquisición de datos y control modelo DACS/EV de Elettronica Veneta.

2. Facilitar los conceptos básicos sobre la Conversión de señales: Análogo Digital (CAD), y Digital Análogo(CDA).

3. Informar sobre los diversos instrumentos virtuales desarrollados en LabView, a objeto tanto de la lecturade las señales eléctricas generadas por los diversos procesos existentes en el laboratorio deInstrumentación y Control durante su operación, como de la escritura o generación de las señales decontrol hacia el proceso con el fin de cerrar el lazo de control.

INDICE.

1. Descripción del módulo DACS/EV. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1. Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2. Entradas Analógicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3. Salidas Analógicas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.4. Entradas Opto-Acopladas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.5. Salidas Conmutadas por Relé. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2. Cuidados operativos del módulo DACS/EV. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Introducción a CAD y CDA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.1. Conversión AD y DA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.2. Magnitudes Analógicas y Digitales. . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3. Ejemplos de conversión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83.4. Ejercicio al lector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

UNET, Dpto Electrónica, Tito González, [email protected], 03 Feb 2015, Sistema de adquisición de datos. 1 / 17

4. Identificación de los diversos iconos. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5. Instrumento virtual para la práctica de Control On-Off. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145.1. Procedimiento de utilización. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6. Instrumento virtual para la práctica de Control PID. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166.1. Procedimiento de utilización. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17


1. Descripción del módulo DACS/EV.

A continuación se suministra información básica sobre los diferentes aspectos distintivos del módulo deadquisición de datos.

1.1. Introducción.

La unidad DACS de Elettronica Veneta (Italia) es un sistema de Conversión Análogo/Digital (CAD) yDigital/Análogo (CDA), ambas a 12 bits, para la adquisición y escritura de información en forma de variacionesde voltaje comprendidos desde los -10 Voltios hasta los +10 Voltios. Adicional a esta característica puedemanejar señales del tipo On-Off ya sea por la lectura de voltajes AC o DC por la utilización de opto-acopladores,como por la conmutación de circuitos eléctricos gracias a la activación de contactos eléctricos en reléselectromagnéticos.

En la figura 1, se muestra el panel frontal de dicha unidad en la que se hallan situados los bornes para suconexión con los equipos externos. Esta unidad se alimenta con tensión de red de 120 V a 60 Hz, encontrandoseen el costado izquierdo la toma para el cable del conector de red, el fusible de protección que es fácilmentesustituible en caso de estar dañado, y el interruptor de encendido (único) para el energizado general de lacircuitería electrónica interna. Vease la figura 2.

Si el dispositivo se encuentra conectado a la red eléctrica, el interruptor activado, y el fusible está en buenestado, como único indicador de operatividad debe encenderse la luz roja tipo LED en el bloque “Power” quese encuentra a la izquierda del panel frontal de la unidad.

Figura 1. Panel frontal del módulo DACS/EV.

Figura 2. Cable de alimentación, panel lateral, conector y cinta plana delmódulo DACS/EV.


Desde el punto de vista de comunicación circuital, la conexión entre la unidad DACS y el computadorpersonal se realiza por medio de un cable tipo cinta plana y conector de 50 contactos en ambos extremos,encontrandose un conector en la parte posterior del módulo y el otro en la tarjeta de direccionamiento digitalITF01 que se halla dentro del computador y conectado a un bus ISA de 16 bits.

En resumen, el módulo consta de 4 bloques identificados como:< Entradas Analógicas.< Salidas Analógicas.< Entradas Opto-Acopladas u Opto-Aisladas.< Salidas Conmutadas por Relé

utilizando todos ellos como bornes de conexión conectores hembra de 1.5 mm de diámetro en el panel frontal.

1.2. Entradas Analógicas.

El bloque “ANALOG INPUT” (Entradas Analógicas), posee 4 entradas o canales independientes entresi y que no pueden ser utilizados en modo diferencial porque la conversión se realiza mediante interruptoresanalógicos, un circuito de muestreo y mantenimiento “Sample & Hold”, y un conversor Análogo/Digital serieAD574 de Analog Devices, el cual tiene un tiempo máximo de conversión de 35x10-6 segundos, lo cual permiteleer señales de 2.85 Khz, a 10 muestras por periodo.

En el panel frontal del módulo y en la parte superior de este bloque se hallan los 4 bornescorrespondientes a cada canal de entrada, además de los 4 bornes de masa o referencia en la parte inferior y quese encuentran interconectados entre si, es decir, los canales no están separados eléctricamente de manera tal queel único borne común es el de masa y se identifica por el símbolo 2222 .

Cada canal de entrada puede configurarse según un rango comprendido desde 0 Voltios hasta +10 Voltios(0/+10V), o según un rango comprendido desde -10 Voltios hasta +10 Voltios (0/±10V), independientementede la configuración de las demás entradas ya que esta definición en el canal se realiza por software del sistemade visualización en el computador personal.

1.3. Salidas Analógicas.

El bloque “ANALOG OUTPUT” (Salidas Analógicas), posee 2 salidas o canales independientes entresi pero comunes en cuanto al terminal de masa y con la masa del bloque de entradas, es decir, señales de salidano separadas eléctricamente. Tiene la particularidad de que como la conversión Digital/Análogo se realizamediante dos convertidores independientes y a 12 bits (AD7541A) aparte de mantener en el terminal de salida el último valor de voltaje enviado al canal, tiene un tiempo de conversión de 100x10-9 segundos, lo cual permiteescribir señales de 1 Mhz, a 10 muestras por periodo.

Este bloque tiene la particularidad de 3 bornes por canal de salida ya que se manejan los dos rangos devoltaje de manera paralela. El borne inferior es el de masa, el intermedio corresponde al rango que va desde 0Voltios hasta +10 Voltios (0/+10V), y el superior corresponde al rango que va desde -10 Voltios hasta +10Voltios (0/±10V).

1.4. Entradas Opto-Acopladas.

El bloque “OPTO INPUT” (Entradas Opto-Acopladas), posee 2 entradas diferenciales y separadaseléctricamente, de manera tal que pueden utilizarse para saber si la señal entre sus bornes se hallan a nivel lógico


alto (1) o a nivel lógico bajo (0), o para saber si una señal eléctrica se encuentra presente o no.

Las señales de entrada se este bloque pueden tener una amplitud máxima de ± 30 Voltios ya que puedetrabajar tanto con tensión continua como alterna, con la condición de que un estado alto se encuentracomprendido desde los ± 5 Voltios hasta los ± 30 Voltios.

Como los valores de voltaje se introducen en cada canal de este bloque por medio de dos bornes queconectan con el dispositivo optoaislador, estas señales no se encuentran supeditadas a la señal de referencia omasa de la unidad, en cualquier caso, si una señal de nivel alto se encuentra presente en los bornes del canal, elindicador LED rojo del mismo se enciende para indicar la condición.

1.5. Salidas Conmutadas por Relé.

El bloque “ON/OFF OUTPUT” (Salidas Encendido/Apagado), posee 2 salidas operadas o conmutadaspor relé, de manera tal que en cada una de ellas existe un contacto normalmente cerrado (NC, Normally Closed)y un contacto normalmente abierto (NO, Normally Open), salidas las cuales se direccionan por software en elcomputador, de manera tal que al activarse la bobina del relé enciende el indicador LED rojo correspondiente.

Este bloque tiene la particularidad de 3 bornes por canal o relé de salida. El inferior corresponde con elpunto común, el de la izquierda con el punto normalmente cerrado (NC), y el de la derecha al punto normalmenteabierto (NO). Como es de esperarse, los puntos comunes de cada relé no se encuentran interconectados entre sia nivel de la circuitería interna del módulo DACS/EV.

2. Cuidados operativos del módulo DACS/EV.

! Evitar tapar las hendiduras de ventilación del módulo para evitar el recalentamiento.

! Evitar las sacudidas, caídas, y golpes.

! No operar sobre la cinta plana o el conector de 50 contactos con el módulo o el computador encendido.

! Evitar el palanquear los conectores de los canales de Entrada/Salida en el panel frontal para evitar dañosen los bornes del módulo.

! Aunque los canales de entrada analógica poseen protección contra picos por sobre voltaje, debe evitarseque el voltaje en el borne exceda de los ± 15 Voltios.

! Como la impedancia de los canales de salida analógica es muy baja, debe evitarse que se produzcan cortocircuitos entre sus bornes, o interconexión de los bornes activos.

! Debe verificarse que el borne utilizado en el canal de salida analógica corresponda con la configuracióndel rango de voltaje en el software del sistema de visualización en el computador.


3. Introducción a CAD y CDA.

A continuación se facilitan algunos conceptos básicos sobre la Conversión Análogo Digital (CAD) y laConversión Digital Análogo (CDA), con el objeto de que el estudiante comprenda la importancia de la correctaselección del peso del conversor (longitud de palabra), del valor del periodo de muestreo ( T ), y del valor de lacantidad de muestras ha adquirir para una correcta visualización de las señales del proceso.

3.1. Conversión AD y DA.

En la conversión análogo digital, la variable analógica proveniente de un sensor o dispositivo captadortiene la particularidad de que es una señal variable en el tiempo pero consecutiva en amplitud, y para poder sertratada de manera digital o digitalizada se requiere de una transformación en la cual para un valor específico deincremento de tiempo (periodo de muestreo) se mide o cuantifica la amplitud de la señal analógica y este valorpuntual se asocia a un valor binario cuyo peso dependerá de la cantidad de bits utilizados en la transformación,de manera tal que este valor binario se mantiene en el tiempo hasta cumplirse el lapso de tiempo correspondienteal periodo de muestreo, donde el código binario cambiará si el valor analógico posterior es diferente.

Para el caso de la conversión digital análogo, los valores de magnitud representados en un sistema digitalexisten en forma de código binario pesado y por tal motivo, para poder utilizar esta información como señaleléctrica se hace necesario asociar a cada código un valor de tensión o corriente especificas, da manera tal quehaya correspondencia entre el código digital y el valor análogo de voltaje o corriente.

En la figura 3 se aprecia de manera general el esquema de transformación, el cual és un caso común deConversión AD y DA, donde la entrada inicial al sistema es el sonido que percibe el micrófono a la izquierda.Como captador, el micrófono transforma las señales sonoras, que son continuas y se manifiestan en ondas depresión del aire, en una señal eléctrica que es análoga al sonido sensado. De manera general se indica comocircuito digital la electrónica que transforma la señal analógica en una secuencia de códigos binarios sobre loscuales se puede operar para filtrar o modificar la información a objeto de mejorar el sonido. Luego se realiza laconversión de la señal digital nuevamente a analógica para ser amplificada y reproducida como sonido a travésde una corneta.

Figura 3. Ejemplo de conversión Análogo/Digital/Análogo.


En este punto se hace necesario acotar que se deben considerar ciertas características de las señalesanalógicas y digitales para realizar una adecuada Conversión AD o DA. Aspectos tales como: periodo demuestreo, resolución, frecuencia, amplitud, etc. en la figura 4 se muestran las características más importantes aconsiderar al momento de realizar la Conversión AD o DA.

3.2. Magnitudes Analógicas y Digitales.

Una señal analógica es aquella que tiene valores continuos dentro de un determinado rango de tiempo operíodo de la señal.

Una señal digital es aquella que tiene valores discretos dentro de un determinado rango de tiempo operiodo de la señal. La condición de valores discretos en tiempo se debe interpretar como que la señal esdiscontinua en tiempo y discontinua en amplitud aunque sea consecutiva en valores digitales.

Para ilustrar la diferencia entre la representación analógica y digital de magnitud, tomemos el caso de unatensión que varía en el rango de 0 Voltios a +15 Voltios. La representación analógica de esta magnitud tomatodos los valores entre 0 y 15, lo que constituye un rango infinito de valores.

En el caso de la representación digital del rango anterior de Voltaje empleando un código binario de 4bits ( 1x23 + 1x22 + 1x21 + 1x20 ), solo se pueden definir dieciséis valores los cuales están comprendidos desdeel código (0000)2 al código (1111)2 y por tanto se tiene que: 15 Voltios/16 códigos nos da un valor de resoluciónde 0.9375 Voltios por código, es decir, que la señal solo puede ser representada en incrementos deaproximadamente 0.94 Voltios, el cual es un valor muy alto y por tanto inconveniente.

De lo anteriormente establecido se puede inferir que para representar mas valores entre 0 y 15 Voltios,lo que equivale a incrementar la resolución, se debe utilizar más bits en el código digital. Por tanto, a mayorcantidad de bits, mayor es la precisión del conversor AD aunque ello tiene incidencia directa en el tiempo mínimode muestreo lo cual afecta la frecuencia máxima de conversión a efectos de reconstruir correcta y posteriormentela señal de entrada al sistema.

Figura 4. Características de las señales digitales y analógicas.


3.3. Ejemplos de conversión.

En la figura 5 se ilustra una señal de información, o señal analógica, cuya forma en el tiempo sin ser unafunción periódica, es una curva que varia con relativa suavidad tomando valores entre 0 Voltios y +15 Voltios.

Si se utiliza un código binario de 4 bits y un periodo de muestreo de 1 milisegundo para digitalizar estacurva, cada punto sobre la misma como se muestra en la figura 6 representa un valor discreto de manera tal quela salida del conversor análogo digital es una serie de números binarios que representan los distintos valores detensión a lo largo de la curva analógica a medida que transcurre el tiempo, es decir: Salida CAD = {000, 0010,0101, 0111, 1001, 1010, 1100, 1101, ... } | T = 0.001 segundo, como se muestra en la figura 7.

Figura 6. Puntos de muestreo para digitalizar la señal de entrada.

Figura 5. Señal analógica de entrada al sistema.


Si la secuencia de valores de la digitalización se proporciona a un conversor digital análogo que utiliceinterpolación de primer orden entre valores muestreados consecutivos, la señal de voltaje que se obtendrá a lasalida del conversor sería la mostrada en la figura 8.

Como se puede observar de la comparación entre la figura 8 y la figura 5, obviamente hay varios erroresde representación en la reconstrucción a causa de la baja resolución del conversor análogo digital, es decir, sólose representan ciertos valores correspondientes al código binario y no el conjunto de valores continuos.

Otra manera de interpretar este problema, es que la señal reconstruida sólo se aproxima a la curva originaldado que los valores entre los puntos se desconocen si su incremento es menor a 0.9375 Voltios, ya que aunquese disminuyese el periodo de muestreo no hay forma de asignar código digital a estos valores intermedios.

Si bien una forma de resolver este problema es aumentar la cantidad de bits o peso del conversor análogodigital, si esto se realiza sin disminuir el periodo de muestreo no se estaría haciendo nada ya que el punto deconversión seria el mismo de la figura 6.

Figura 7. Secuencia de valores binarios de la señal digitalizada.

Figura 8. Salida del conversor digital/análogo.


Para mostrar el efecto anteriormente indicado, figura 9, se continúa utilizando el mismo conversor análogodigital de 4 bits pero ahora se utiliza un periodo de muestreo de 3 milisegundos para digitalizar la curva de lafigura 5, siendo el resultado de esta configuración de digitalización el que se muestra en la figura 10.

Posteriormente, se utiliza esta secuencia de códigos binarios para reconstruir la señal digitalizadautilizando el mismo conversor digital análogo que usa interpolación de primer orden entre valores muestreadosconsecutivos. De manera tal que la señal de voltaje que se obtendrá a la salida del conversor sería la mostradaen la figura 11.

Como se podrá inferir de la comparación entre la figura 5, la figura 8, y la figura 11, para esta última elnivel de error en la reconstrucción de la señal digitalizada es mayor por efecto de la baja tasa de muestreo ya queen el primer caso de conversión se tomaron 36 muestras, vease la figura 6, mientras que en el segundo caso deconversión solamente se tomaron 12 muestras.

Figura 9. Puntos de muestreo para digitalizar la señal de entrada.

Figura 10. Secuencia de valores binarios de la señal digitalizada.


Como corolario se puede indicar que para aumentar la fidelidad en el procesamiento digital de señales se debe utilizar el conversor análogo digital y digital análogo de mayor peso posible y con el menor tiempo deconversión (tiempo de muestreo) posible para muestrear con mayor frecuencia la curva, ya que de esta manerase incrementa el número de puntos de representación numérica por unidad de tiempo y por tanto se reduce el errorde reconstrucción.

Sin embargo, la premisa anterior debe ser manejada con mucho cuidado ya que un excesivo número demuestras puede hacer demasiado lenta o pesada no solamente la graficación y el procesamiento de la señal, sinotambién o postprocesamiento de la información contenida en la señal adquirida.

3.4. Ejercicio al lector.

Hasta el momento, se ha digitalizado y reconstruido la señal de información a un mismo valor de periodode muestreo, ya sea 1 o 3 milisegundos. A continuación se proponen una serie de actividades y razonamientos.

A. Como primer ejercicio se le propone al lector que la señal digitalizada a 1 milisegundo, Figura 7, sereconstruya utilizando un tiempo de duración del dato de 3 milisegundos (periodo de muestreo).

B. Como segundo ejercicio se le propone al lector que la señal digitalizada a 3 milisegundos, Figura 10, sereconstruya utilizando un tiempo de duración del dato de 1 milisegundo (periodo de muestreo).

C. Razonamiento: ¿La duración de las dos señales anteriores sigue siendo de aproximadamente 35milisegundos?.

D. Razonamiento: ¿Cualitativamente, que tan importante es conocer el período de muestreo de una señaldigitalizada?.

E. Razonamiento: Al compararse la resultante en A con la Figura 8, y la resultante en B con la Figura 11,¿Que esta variando, la forma o la duración de la señal?.

Figura 11. Salida del conversor digital/análogo.


4. Identificación de los diversos iconos.

A continuación se muestran y describen los distintos iconos de configuración y operación de losinstrumentos virtuales de adquisición y análisis.

Descripción breve de los iconos utilizados

INICIO. Cualquiera de estos dos pulsadores sirve para iniciar laadquisición de datos.

PARADA. Este pulsador detiene la adquisición en cualquier punto de suejecución.

Selector del canal utilizado por el trazo. El valor mínimo es 1 y elmáximo es 4 (entradas analógicas del DACS/EV).

Selector del rango de voltaje utilizado por el trazo en el canal. Losvalores son: 0 / + 10V, y 0 / ± 10V (rangos del DACS/EV).

Selector de la unidad utilizada en la ordenada de visualización paraanálisis. La función monitor (PT326) se refiere específicamente a laacción de control On-Off (0, 1) equivalente a 0° C, 80° C.

Pulsador para invertir la polaridad del trazo (de + a -). Tiene utilidadcuando se usa la señal de error del sistema.

Selector de la cantidad de muestras a adquirir. Al seleccionarse elcontenido puede ser modificado por la utilización del teclado numérico.

Selector del periodo de muestreo en milisegundos. Al seleccionarse elcontenido puede ser modificado por la utilización del teclado numérico.

Indicador del tiempo de duración de la adquisición de datos (Cantidad xPeriodo).

Cursores para la medición (Azul, Naranja) indicando los valores de susejes coordenados de intercepción en la paleta de los cursores.Las abscisas, ordenadas, y puntos de intercepción de los cursores puedenser desplazadas por: La utilización del ratón al seleccionarlas con el puntero. La utilización del control de movimiento de los cursores. La declaración de valores numéricos en la paleta de los cursores.

Paleta de visualización, con un conjunto de interruptores y pulsadorespara el activar las herramientas y menús de configuración y manejo delos ejes coordenados de la visualización para análisis.


Descripción breve de los iconos utilizados

Interruptores para activar/desactivar la configuración automática en laamplitud de los ejes coordenados en la visualización para análisis (Ajusteautomático por defecto).

Pulsadores para desplegar los menús de configuración en formato yprecisión numérica de los ejes coordenados en la visualización paraanálisis.

Pulsador para desplegar el menú de opciones de acercamiento (zoom) enla visualización para análisis.

Pulsador para activar el desplazamiento libre y total en la visualizaciónpara análisis por ubicación del puntero del ratón, selección, y según sumovimiento.

Pulsador para activar/desactivar la manipulación en la posición (X-Y) delos cursores en la visualización para análisis.

Control de movimiento de los cursores. Son pulsadores para eldesplazamiento fino Izquierda/Derecha y Arriba/Abajo de los cursoresseleccionados o activos.

Paleta de los cursores, con un conjunto de indicadores y pulsadores de lospuntos de intercepción de los cursores, además de los pulsadores deconfiguración de los mismos. (C1 es Azul, C2 es Naranja)

Indicadores del primer cursor donde se le identifica (C1), se indica elvalor de tiempo (T), y el valor de amplitud (A).Los indicadores numéricos sirven tanto para mostrar los valores deposición como para cargar por selección el valor donde debe ubicarse elcursor

Pulsador para seleccionar y permitir el desplazamiento del cursor porutilización del control de movimiento de los cursores.

Pulsador para activar el menú de configuración del cursor.

Pulsador para mover libremente el cursor o restringir su movimiento alos valores de los puntos de la curva en la visualización para análisis.

Indicadores de las diferencias de posición entre los cursores, mostrandosea su vez la frecuencia resultante por la diferencia de tiempo.Delta Tiempo = T(C2) - T(C1)

Delta Amplitud = A(C2) - A(C1)

Frecuencia = | 1 / Delta Tiempo |


5. Instrumento virtual para la práctica de Control On-Off.

A continuación se muestra el panel frontal del instrumento virtual desarrollado para la ejecución de lapráctica sobre Control On-Off. Vease la figura 12.

Figura 12. Panel frontal del instrumento virtual On-Off


Este instrumento trabaja en conjunto con el Módulo PT326 de marca Feedback, haciendose necesarioaclarar que el objeto del PT326 es el control de la temperatura del aire a flujo constante tanto por la utilizaciónde las técnicas de: Control Proporcional (Control P) como de Control On-Off (Control por Conmutación), y quesi bien la circuitería electrónica asociada trabaja con niveles de voltaje, este instrumento virtual puede realizarel escalamiento Voltaje-Temperatura a nivel de análisis para graficar las variaciones de temperatura del aireutilizado en el proceso.

En cuanto al panel frontal del instrumento virtual, este es totalmente compatible con el manejo gráficoutilizado en Windows por medio del ratón, de manera tal que hay la posibilidad de utilizar menús auxiliares ode modificar la visualización de los valores de tiempo de las gráficas por medio del botón derecho o izquierdosegún la posición actual del puntero del ratón (pantallas de visualización).

5.1. Procedimiento de utilización.

A continuación se indica el procedimiento que debe seguirse para la adecuada utilización del instrumentovirtual con el objeto de garantizar la correcta adquisición de información sobre el comportamiento del proceso.

1. Se configuran los trazos (canales de adquisición), y el muestreo.2. Se da INICIO a la adquisición de datos.3. Todas las adquisiciones se aprecian en la pantalla de “Visualización en tiempo real e histórico”

(siempre en Voltios).4. Finalizada la adquisición, automáticamente se borra la figura anterior y se grafica la última

adquisición en la pantalla “Visualización de la última adquisición para análisis”.5. Se ajusta la posición de los cursores para obtener los valores resultantes de medición.6. Se da PARADA a la adquisición para una nueva configuración o adquisición de información.

Nota: en cualquier momento se pueden limpiar las pantallas de visualización al activar los menús auxiliares conel mouse para seleccionar la opción “Clear”


6. Instrumento virtual para la práctica de Control PID.

A continuación se muestra el panel frontal del instrumento virtual desarrollado para la ejecución de lapráctica sobre Control PID. Vease la figura 13.

Figura 13. Panel frontal del instrumento virtual On-Off


Este instrumento trabaja en conjunto con el Módulo G26 de Eletronica Venetta, el cual es un módulo quepermite simular procesos de hasta tercer orden por medio del acoplamiento en cascada de funciones detransferencia individuales de primer orden, adicional a esto, permite la configuración y utilización de uncontrolador PID de tipo analógico.

Si bien la circuitería electrónica asociada trabaja con niveles de voltaje, este instrumento virtual puede

realizar el escalamiento Voltaje-Temperatura a razón de 1 Voltio / 10 ºC para graficar las variaciones detemperatura del intercambiador de calor emulado en la práctica. Por otra parte, la ventana de “Muestras deretardo” para r(t) se refiere al lapso de tiempo que se retraza la aparición de la señal escalón correspondiente ala temperatura de referencia que se introduce al sistema, esto con el objeto de una mejor visualización de losresultados.

En cuanto al panel frontal del instrumento virtual, este es totalmente compatible con el manejo gráficoutilizado en Windows por medio del ratón, de manera tal que hay la posibilidad de utilizar menús auxiliares ode modificar la visualización de los valores de tiempo de las gráficas por medio del botón derecho o izquierdosegún la posición actual del puntero del ratón (pantallas de visualización).

6.1. Procedimiento de utilización.

A continuación se indica el procedimiento que debe seguirse para la adecuada utilización del instrumentovirtual con el objeto de garantizar la correcta adquisición de información sobre el comportamiento del proceso.

7. Se configura el muestreo, la señal de excitación [r(t)], la visualización de la respuesta [y(t)], y lasunidades del gráfico de medición.

8. Se da INICIO a la adquisición de datos.9. Todas las adquisiciones se aprecian en la pantalla de “Visualización en tiempo real e histórico”

(siempre en Voltios).10. Finalizada la adquisición, automáticamente se borra la figura anterior y se grafica la última

adquisición en la pantalla “Visualización de la última adquisición para análisis”.11. Se ajusta la posición de los cursores para obtener los valores resultantes de medición.12. Se da PARADA a la adquisición para una nueva configuración o adquisición de información.

Nota: en cualquier momento se pueden limpiar las pantallas de visualización al activar los menús auxiliares conel mouse para seleccionar la opción “Clear”


PRÁCTICAS: CONTROL ON-OFF, CONTROL PID. … · Informar sobre los diversos instrumentos virtuales...

Documents

Transcript of PRÁCTICAS: CONTROL ON-OFF, CONTROL PID. … · Informar sobre los diversos instrumentos virtuales...