Practica # 2: Control de contador de piezas metálicas con VI

Objetivo

Control del conteo de piezas metálicas, por medio de  un sensor inductivo e implementado con  instrumentación industrial.

 Introducción

Los instrumentos de control empleados en las industrias de procesos tales como químicas, petroquímicas, alimenticias, metalúrgicas, energéticas, textil, papel, etc., cuenta con una propiedad terminológica, estos términos definen las características propias de medidas control, estáticas y dinámicas de los diversos instrumentos de procesos como por ejemplo, indicadores, registradores, controladores, transmisores y válvulas de control.        

Los procesos industriales se desarrollan gracias a distintos tipos de control, actualmente es muy usada la instrumentación virtual ya que con ella se logra realizar un control adecuado de los procesos y la detección de algún problema que haya dentro de este, con lo cual se desarrolla todo el control del proceso desde un cuarto de control con la ayuda de los sensores que sirven para monitorear el proceso y los actuadores que ayudan a realizar ciertas tareas dentro de este, lo cual hace que la producción sea más rápida y eficiente en algunos procesos que el ser humano no deba intervenir continuamente.

Los sistemas digitales de control se utilizan ampliamente debido a su bajo costo en comparación con los analógicos. Presentan ventajas en cuanto inmunidad al ruido, precisión y facilidad de implementar funciones complejas. El principal inconveniente es que tienen una respuesta más lenta, aunque para la mayoría de las aplicaciones esto no es un inconveniente. Los sistemas de control de procesos con realimentación computarizada se utilizan en muchas industrias para controlar sus distintos procesos de fabricación. En el mundo físico, las variables son continuas y es preciso transformarlas, amplificarlas y convertirlas a variables digitales para que un sistema digital las pueda procesar. Los sistemas de adquisición de datos realizan todas estas funciones. En otras palabras, los sistemas de adquisición y conversión de datos se usan para procesar señales analógicas y convertirlas en digitales para su posterior procesamiento o análisis mediante un computador. En general, un sistema de adquisición de datos toma una magnitud física tal como presión, temperatura, posición, etc. y la convierte en una tensión o corriente eléctrica que será posteriormente muestreada y cuantificada (digitalizada). Una vez conseguido esto, todo el posterior tratamiento de la señal se realiza por circuitos electrónicos digitales. En principio tiene lugar un tratamiento electrónico y al terminar éste, la señal se convierte en digital mediante un convertidor o conversor A/D (analógico/digital). Esta salida digital puede ir a diferentes sistemas digitales tales como un ordenador, un controlador digital, un transmisor de datos digital, etc.

Equipo                                

Ø  Sensor inductivo.

Ø  Computadora.

Ø  DAQ (Tarjeta de adquisición de datos con parte digital y analógica)

Ø  Fuente de voltaje variable de 0V a 30V CD

Ø  Multimetro

Ø  Motor de 6V AC

Ø  Transformador de 127V a 12V con derivación.

Material

v  CI: 7404 (Compuerta NOT)

v  Transistor 2N3906

v  Resistencia 120 Ohm

v  Rele a 6V CD

Software

·        National Instruments Labview

 

Fig. 1) Diagrama de Bloques de Control.

 

Procedimiento

1)     Montar el diagrama de conexión de la Fig. 2 que será utilizado para la etapa de potencia.

Fig. 2) Diagrama de conexión de la etapa de potencia.

 

2)     Adquirir la señal de entrada por medio del sensor inductivo y con la ayuda de la DAQ Esta señal entrara a la parte digital de la DAQ ya que será un conteo de eventos a cada vez que el sensor se active. La conexión se hará en el puerto PF10 donde entrara la salida del sensor.

 3)     Realizar el acondicionamiento (se realiza una comparación del datos de entrada con una constante “igual a 5” para indicar la cantidad de piezas a la que se debe de activar el motor por medio de la generación de señal) de la señal por medio de Labview, con el diagrama de la Fig. 3.

 

Fig. 3) Diagrama de control.

 

4)     Una vez adquirida la señal y esta acondicionada, se realiza la generación de señal de salida con la ayuda de la DAQ la cual estará en la parte digital en del puerto P0.0 (Puerto 0 Línea 0) y referenciada a GND.

5)   Teniendo la salida de señal, se acondiciona de igual forma que la señal de entrada, como se muestra en la Fig. 4.

 

Fig. 4) Control de la variable del proceso.

6)     Ya que se tiene el acondicionamiento de la señal de entrada y la de salida, se conectan el circuito completo con la parte de entrada y la de potencia, aclarando que la parte de entrada es por medio del sensor inductivo y la parte de potencia es por medio del la activación del rele.

 

Resultados

Los resultados no fueron los deseados ya que cuando el sensor detectaba la pieza metálica y mandaba la señal al DAQ está al ser adquirida realizaba un conteo constante por lo cual se tiene que acondicionar la señal de entrada de tal forma que  realice un conteo por unidad al detectar la pieza, con otro tipo de sensor. Por lo cual dentro del proceso no se pudo controlar la cantidad de piezas que se van a empaquetar ya que cuando las piezas llegaban a la cantidad indicada por el usuario se activa el motor de la banda de transportación del empaque del producto.

 

Conclusión

La adquisición y generación de señal de flancos fue la deseada, pero el control de esta señal no, con lo cual se concluyo que este tipo de sensor capacitivo no es viable para esta práctica por las características de que al detectar metal, su señal de flanco que envía es constante y no unitaria. 

Con este tipo de control se logro que contara la cantidad de piezas que se deseaban empaquetar por lo cual se realizaba un empaque más rápido y eficiente del producto, dentro de un proceso de conteo rápido.

Se concluyo que el sensor capacitivo no fue el adecuado para este tipo de proceso de conteo por unidad, el asistente de adquisición de datos funciona adecuadamente con las señales de flancos de entrada y salida que se usaron, el acondicionamiento que consto en  una comparación del datos de entrada con una constante igual a 5 v de señal, se realizo por medio de la PC con la ayuda del software VI.

Finalmente, con la participación de todos estos procesos y elementos, aunque uno no fue el adecuado en el caso del sensor capacitivo, funcionaba correctamente ya que el relevador al adquirir la una señal alta, cambiaba de posición NA a posición  NC, energizando un  motor de CA,  para ponerlo en arranque o en paro y  todo esto por indicación del sensor.