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PUESTA EN OPERACIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS DE PROPULSIÓN BASADOS EN PROPELENTES LÍQUIDOS PARA LA TOBERA
DIANA MARIA CASTRO MARIN DIANA VANESSA HERNANDEZ ROSERO
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE AUTOMATICA Y ELECTRONICA
PROGRAMA INGENIERIA MECATRONICA SANTIAGO DE CALI
2008
PUESTA EN OPERACIÓN DEL BANCO DE PRUEBAS DE PROPULSIÓN BASADOS EN PROPELENTES LÍQUIDOS PARA LA TOBERA
DIANA MARIA CASTRO MARIN DIANA VANESSA HERNANDEZ ROSERO
Pasantía para optar al título de Ingeniero Mecatrónico
Directores JAIME AGUILAR
Ingeniero mecánico DRAGO DUSSICH
Ingeniero mecatrónico
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE AUTOMATICA Y ELECTRONICA PROGRAMA INGENIERIA MECATRONICA
SANTIAGO DE CALI 2008
Nota de aceptación: Aprobado por el Comité de Grado en cumplimiento de los requisitos exigidos por la Universidad Autónoma de Occidente para optar al título de Ingeniero Industrial
Ing. ANDRES NAVAS Jurado Santiago de Cali, 28 de septiembre de 2008
AGRADECIMIENTOS
La realización del trabajo de grado representa la culminación de una etapa en nuestras vidas, simboliza la terminación de nuestro pregrado, y nos abre las puestas hacia futuras formaciones profesionales que nos guiaran a una realización personal y laboral. Nos indica además, que es tan solo el comienzo de un lindo pero duro camino, el cual cruzaremos con la ayuda de Dios y de nuestros seres queridos. A Dios damos infinitas gracias por guiarnos y permitirnos alcanzar este logro. Por llenarnos de fortaleza y fe y ponernos lejos de las malas influencias. Pero que habría sido de nostras sin esas personas que estuvieron a cada momento y paso. A esas personas que desde niñas no enseñaron el verdadero sentido de la vida, y dieron tantas cosas por nosotras, siempre por encima de ellos mismos. A esas personas que nos brindaron profundo y sincero amor, y que a pesar de nuestros problemas como personas adolescentes, y ahora adultas, siempre nos comprendieron y toleraron. A esas personas que son nuestros padres, abuelos, tíos, primos y amigos, muchas gracias. Le damos gracias a nuestros profesores, por querer compartir siempre sus experiencias, transmitirnos sus conocimientos obrando con toda ética. A ellos que con el pasar de los años se convirtieron nuestros amigos, e hicieron que día a día sintiéramos gran amor y admiración por nuestra carrera.
CONTENIDO
Pág.
GLOSARIO 12 RESUMEN 14 INTRODUCCIÓN 1. MARCO TEORICO
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16 2. PLANTEAMIENTO DE LA MISION 19 2.1 DESCRIPCION DEL PRODUCTO 19 2.2 PRINCIPALES OBJETIVOS DE MARKETING 19 2.3 MERCADO PRIMARIO Y SECUNDARIO 2.4 PREMISAS Y RESTRICCIONES 2.5 PARTES IMPLICADAS 3. OBJETIVOS 3.1 GENERAL 3.2 ESPECIFICOS 4. IDENTIFICACION DE LAS NECESIDADES 4.1 PLANTEAMIENTO DEL CLIENTE 4.2 IDENTIFICACIÓN Y JERARQUIZACION DE LAS NECESIDADES 5. ESPECIFICACIONES PRELIMINARES DEL PRODUCTO 5.1 ESTABLECIMIENTO DE UNIDADES Y MEDIDAS 5.2 RELACIÓN DE MÉTRICAS CON NECESIDADES
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6. GENERACIÓN DE CONCEPTOS
6.1 DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL 6.1.1 Caja negra
6.1.2 Diagrama funcional 6.2 ÁRBOL DE CLASIFICACIÓN 6.3 JUSTIFICACIÓN DE BÚSQUEDA 6.4 COMBINACIÓN DE CONCEPTOS
7. SELECCIÓN DE CONCEPTOS
7.1 MATRIZ DE TAMIZAJE
7.2. MATRIZ PARA EVALUAR CONCEPTOS 8. DISEÑO A NIVEL DE SISTEMA
8.1 ANÁLISIS DE LA ARQUITECTURA DEL PRODUCTO 8.2 ESQUEMA DEL PRODUCTO 9. DISEÑO INDUSTRIAL
9.1 VALORACIÓN EN EL DISEÑO INDUSTRIAL
9.1.1 Necesidades ergonómicas
9.1.2 Necesidades Estéticas
9.2 NATURALEZA DEL PRODUCTO: TECNOLOGICO O USUARIO.
10. DISEÑO DE MANUFACTURA 11. DISEÑO DETALLADO 11.1 DISEÑO FISICO DEL BANCO DE PRUEBAS 11.2 ESPECIFICACIONES DE HARDWARE
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11.2.1 Especificaciones de sensores y actuadores del banco de prueba 11.2.2 Especificación del sistema de adquisición de datos
11.2.3 Lista maestra de instrumentos para el banco de pruebas 11.3 CONFIGURACION DE LA COMUNICACIÓN. 11.3.1 Configuración de hardware 11.3.2 Configuración en el programa fuente de Visual Basic. 11.3.3 Configuración de propiedades de conexión de área local en PC, bajo entorno Windows XP 11.4 CONFIGURACION DE LA TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS. 11.5 CONFIGURACIONES DE TRANSMISION DE SEÑALES 11.6 CONFIGURACION DE INTERFAZ HUMANO MAQUINA (HMI) 11.6.1 Disposición de pantalla de la aplicación 11.6.2 Conceptos generales 11.6.3 Descripción de las pantallas 12. CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS
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LISTA DE TABLAS Pág. Tabla 1. Planteamiento del cliente
Tabla 2. Jerarquización de necesidades de usuario Tabla 3. Lista de mediciones Tabla 4. Comparación de sus necesidades con sus métricas Tabla 5. Justificación de búsqueda Tabla 7. Matriz de tamizaje de conceptos Tabla 8. Matriz variante de concepto Tabla 9. Relación de elementos físicos y funcionales
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LISTA DE FIGURAS
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Figura 1. Gas de presurización; 2 Depósito de combustible; 3 Deposito de comburente; 4 Tobera Figura2. Caja negra Figura 3. Diagrama funcional Figura 4. Diagrama funcional, ruta critica Figura 5. Captura de señales Figura 6. Transmisión remota de señales Figura 7. Visualización de señales
Figura 8. Sensado de Presión y Flujo para Queroseno, Helio y Oxigeno Figura 9. Accionamiento de Combustión Figura 10. Sensado de temperatura y empuje en Tobera Figura 11. Actuadores Figura 12. Accionamiento de apertura de paracaídas Figura 13. Fuente de alimentación Figura 14. Combinación de conceptos Figura 15. Concepto A Figura 16. Concepto B Figura 17. Concepto C Figura 18. Concepto D
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Figura 19. Concepto E Figura 20. Esquema del producto, concepto B Figura 21. Necesidades ergonómicas Figura 22. Necesidades estéticas Figura 23. Naturaleza del producto Figura 24. Etapas banco de prueba Figura 25. Conexión de hardware Figura 26. Propiedades de conexión de área local Figura 27. Propiedades de protocolo internet (TCP/IP) Figura 28. Disposición de pantalla de la aplicación Figura 29. Diagrama de flujo de la pantalla #1 de monitoreo y mando. Figura 30. Diagrama del flujo de la pantalla #2 de avisos y alarmas Figura 31. Diagrama de Flujo Pantalla #3 de tendencias Figura 32. Estructura interna Figura 33. Pantalla monitoreo y mando de las variables Figura 34. Pantalla avisos y alarmas Figura 35. Pantalla avisos y alarmas después de atender la(s) alarma(s) Figura 36. Históricos de las alarmas en archivo plano (*.txt) Figura 37. Pantalla tendencias
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LISTA DE ANEXOS Pág. Anexo A. Datasheet 9XTend™ OEM RF Module Anexo B. Datasheet Sensor de presión Anexo C. Código DLL
Anexo D. Manual de usuario
Anexo E. Datasheet Tarjeta USB-1208FS , Anexo F. Protocolo de pruebas
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GLOSARIO
COMBURENTE: es el que logra la combustión o la acelera DLL: dynamic Linked Library. Es una biblioteca de funciones ejecutables o datos que pueden usarse en una aplicación de Windows. Normalmente, un DLL provee una o más funciones particulares y un programa accede a ellas creando un enlace dinámico o estático al DLL. Un enlace estático permanece constante durante la ejecución del programa, mientras que uno dinámico se crea sólo cuando es necesario. Los DLLs también pueden contener exclusivamente datos. Las extensiones comunes son .dll, .exe, drv, o .fon. Varias aplicaciones pueden usar un mismo DLL al mismo tiempo. Algunos DLLs vienen con el sistema operativo Windows y están disponibles para cualquier otra aplicación de Windows. Otros DLLs están escritos para una aplicación particular y se cargan junto con dicha aplicación.
ETHERNET: un estándar para redes de computadoras muy utilizado por su aceptable velocidad y bajo costo. Admite distintas velocidades según el tipo de hardware utilizado, siendo las más comunes 10 Mbits/s y 100 Mbits/s (comúnmente denominadas Ethernet y Fast Ethernet respectivamente). Ethernet fue desarrollado en PARC con la participación de Robert Metcalfe, fundador de 3Com. MASCARA DE SUBRED: es una máscara usada para determinar a cuál subred pertenece una dirección de IP. Una dirección de IP tiene dos componentes, la dirección de red y la dirección del host. Por ejemplo, tomemos la dirección de IP 150.215.017.009. Asumiendo que es parte de una red Clase B, los primeros dos números (150.215) representan la dirección de red Clase B, mientras que los segundos dos números (017.009) identifican un host en particular dentro de esa red. Una subred permite al administrador de red dividir la parte del host de la dirección en dos o más subredes. En este caso, una parte de la dirección del host se reserva para identificar la subred particular. Esto es más fácil de ver si mostramos la dirección de IP en formato binario. La dirección completa sería: 10010110.11010111.00010001.00001001 La parte de la red Clase B es: 10010110.11010111
y la dirección del host es: 00010001.00001001 Si esta red se dividiera en 14 subredes, sin embargo, entonces los primeros 4 bits de la dirección del host (0001) se reservarían para identificar la subred. La máscara de subred es la dirección de subred más los bits reservados para identificar la subred. (Por convención, los bits para la dirección de red se declaran como 1, de este modo debería funcionar incluso si los bits fueran todos exactamente iguales que la dirección de red.) En este caso, la máscara de subred debería ser entonces 11111111.11111111.11110000.00000000. Esto se denomina máscara porque puede usarse para identificar la subred a la cual pertenece una dirección de IP realizando una operación AND de desplazamiento de bits sobre la máscara y la dirección de IP. El resultado es la dirección de subred: • Máscara de subred: 255.255.240.000 = 11111111.11111111.11110000.00000000 • Dirección de IP: 150.215.017.009 = 10010110.11010111.00010001.00001001 • Dirección de subred: 150.215.016.000 = 10010110.11010111.00010000.00000000 La dirección de subred es, por ende, 150.215.016.000. TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS: elemento o modulo que toma muestras del mundo real para generar datos que pueden ser manipulados por un ordenador. Consiste en tomar un conjunto de variables físicas, convertirlas en tensiones eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan procesar en una computadora.
TOBERA: una tobera es un dispositivo que convierte la energía potencial de un fluido (en forma térmica y de presión) en energía cinética. Como tal, es utilizado en turbo máquinas y otras máquinas, como eyectores, en que se pretende acelerar un fluido para la aplicación de que se trate. El aumento de velocidad que sufre el fluido en su recorrido a lo largo de la tobera es acompañado por una disminución de su presión y temperatura, al conservarse la energía.
WINSOCK: windows Sockets. Es una serie de especificaciones para creadores de programas que utilicen TCP/IP que deban funcionar en sistemas basados en Windows.
RESUMEN El sueño de los seres humanos por explorar mundos desconocidos y conocer todo aquello que nos rodea ha ocasionado que muchas de las naciones a nivel internacional se preocupen por iniciar una carrera aeroespacial para la colonización y descubrimiento de nuevos mundos. Es así como diferentes naciones como Estados unidos, La Unión Europea, Medio Oriente han destinado gran parte de sus recursos científicos en el desarrollo de nuevas ciencias y tecnologías aeroespaciales. Nuestra nación aunque País del tercer mundo, ha despertado al igual que otros países el deseo por explorar esto campos del conocimiento y la creación de centros de investigación en tecnología aeroespacial como el CITA, de la Escuela militar de aviación de la Fuerza Aérea Colombiana FAC, son prueba de ello, ya que han venido desarrollando desde hace algunos años proyectos de gran importancia a nivel político y científico en el campo de la aeronáutica. Uno de estos grandes proyectos es la realización de un cohete experimental con propulsión liquida. Dado el corto tiempo de la carrera espacial en Colombia, el gran presupuesto invertido en estos proyectos y la expectativa de investigadores científicos y estudiantes, requiere que el proyecto del cohete experimental con propulsión liquida disminuya en gran porcentaje la probabilidad de que pueda fallar al momento de su puesta en marcha. La necesidad de comprobar, verificar y analizar los resultados de procesos inmersos en grandes proyectos hace que surja la implementación de bancos de pruebas. Por tal motivo es necesario establecer estrategias de verificación y análisis de todas las variables que intervienen en el cohete a través de la puesta en marcha de un banco de pruebas para minimizar el riesgo por fallas en tan importante y prometedor proyecto.
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INTRODUCCIÓN La realización de grandes proyectos en los cuales se ven involucrados diferentes aspectos políticos, económicos, sociales y de desarrollo de una tecnología. Siempre debe asegurarse que dicho proyecto cuente con las medidas de seguridad necesarias para lograr el mínimo de dificultades en el desarrollo o pruebas pertinentes para alcanzar satisfactoriamente los objetivos propuestos. Con el fin de minimizar el número de errores en los proyectos, y con mayor razón en los proyectos de gran envergadura, se hace necesario que todos los factores que enmarcan el proyecto estén seguros, cuenten con supervisión y monitoreo constante con el fin de evaluar sus variables. Dado esto, en este proyecto se hará la puesta en marcha del banco de pruebas de propulsión basado en propelentes líquidos para la tobera de cohetes. En dicho banco de pruebas, se analizaran diferentes etapas relacionadas con la tobera, entre estas etapas se encuentran la etapa de oxigeno, queroseno, la etapa de análisis de la tobera, y la etapa correspondiente a la adquisición y transmisión de datos. En esta última, es en la cual la señal de todos los sensores del sistema se congrega.
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1. MARCO TEORICO Para la elaboración de un cohete es esencial realizar una serie de pruebas, en donde se confirme que las variables que actúan en el proceso de despegue y de recorrido del cohete sean las deseadas para una buena ejecución del desempeño del mismo. Por tal motivo es necesario el banco de pruebas ya que será un componente fundamental para el monitoreo de todos los elementos que conforman el cohete. Algunos de los proyectos sobre cohetes que han incursionado en el uso de banco de pruebas los han elaborado especialmente para observar que el motor de la tobera sea el adecuado, otros más avanzados han implementado otros elementos como válvulas de aguja para el control de afluencia del combustible, tanques, tuberías de interconexión y los tubos de oxigeno gaseoso con sus respectivas válvulas y conexiones. Los bancos de pruebas ya existentes también cuentan con el sistema de operación en donde se puede ver todo el conjunto del cohete. Estos bancos de pruebas cuentan con un elevado grado de seguridad, ya que el manejo, manipulación y control de los combustibles y de los procesos desarrollan elevadas presiones. Para resolver estos inconvenientes los bancos están equipados con extinguidores, los tanques en donde se almacenan los combustibles y oxidantes están completamente separados para evitar algún peligro de explosión, además de contar con un sistema que envía señales de advertencia al iniciar cualquier tipo de prueba del cohete. En síntesis los bancos de pruebas ya existentes son conformados por un dispositivo donde se monta el motor del cohete, elementos de medición de los parámetros que se ensayan como presión, empuje, elementos de registro de los parámetros del ensayo, y todas las medidas necesarias de seguridad que se basaran en una plataforma de comunicación que permita monitorear las variables del sistema. • Cohetes de propelentes líquidos: Consiste en un tanque de oxidante y otro de combustible que alimenta una cámara de combustión. El gas que se obtiene a
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partir de dicha combustión y es expelido por la tobera del cohete. Hay varias clases de propelentes líquidos, pero las más frecuentes son: • Oxigeno líquido y algún hidrocarburo, como gasolina, alcohol o queroseno. • Oxigeno líquido e hidrogeno líquido. • Propelentes almacenables, que se hallan a temperatura ambiente.
Figura 1. Gas de presurización; 2 Depósito de combustible; 3 Depósito de comburente; 4 Tobera.
Fuente: Los motores cohete a propelente liquido [en línea]. USA: GeoCities, 2008. [consultado 22 de julio de 2008]. Disponible en Internet: http://www.geocities.com/aeroteck01/cosmos05.htm
Los propelentes suelen almacenarse en tanques a presión, tanto para disminuir al máximo el volumen que ocupa como para impulsarlos hacia la cámara de combustión cuando se abren las válvulas. Esta técnica, incluso mejorada con la adición de gas comprimido dentro de los tanques, limita considerablemente el flujo de combustible, lo que implica un menor empuje del cohete, Por esta razón, la mayoría de los cohetes utiliza turbinas para aumentar el flujo de combustible, si bien se suele mantener la adición de gas comprimido, para evitar que, al hacerse el vacio, los tanques puedan colapsarse sobre sí mismos. El combustible es inyectado en la cámara de combustión, y encendido mediante un sistema de
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ignición, que suele consistir en descargas eléctricas o cargas pirotécnicas. Los gases que se producen en la combustión fluyen a través de la tobera (que tiene forma de embudo) inicialmente a gran presión y baja velocidad, aunque va perdiendo presión y ganando velocidad según esta se va ensanchando. El resultado es una gran fuerza de empuje, que puede optimizarse dotando a la tobera de la longitud y forma más adecuada para ello. Una tobera demasiado corta perderá buena parte del impulso del gas, mientras que otra demasiado larga ganaría turbulencia que tendría el mismo resultado.
Los propelentes de oxigeno liquido e hidrogeno liquido generan un empuje 1.5 veces superior a los combustibles de oxigeno liquido e hidrocarburos, pero tiene el problema de que la reducida densidad del hidrogeno liquido obliga a fabricar tanques de combustible mucho más grandes.
Ambos tipos comparten el problema de almacenamiento, ya que deben permanecer a muy bajas temperaturas. Ello implica que o bien son cargados muy poco antes de ser utilizados o representaran un costo energético considerable en sistemas de refrigeración.
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2. PLANTEAMIENTO DE LA MISION
Todo el proceso de diseño, se rige por unas funciones y requisitos, los cuales solo pueden ser orientados por las condiciones del producto. En el planteamiento de la misión, se enfocan entonces las posibles condiciones del producto. 2.1 DESCRIPCION DEL PRODUCTO
Banco de pruebas de propulsión basado en propelentes líquidos para la tobera. 2.2 PRINCIPALES OBJETIVOS DE MARKETING Centros de investigación de aeronáutica 2.3 MERCADO PRIMARIO Y SECUNDARIO Fuerza Aérea Colombiana, Centro de investigación en Tecnología Aeroespacial CITA. 2.4 PREMISAS Y RESTRICCIONES • Diseño actual del banco de pruebas. • Componentes y subsistemas de fácil adquisición en el país. • Fácil instalación. • Funcionamiento a una distancia mínima de 1 Km. • Monitoreo remoto del banco de pruebas.
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2.5 PARTES IMPLICADAS • Usuario
• Normativas del mecanismo • Personal FAC • Equipo de desarrollo
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3. OBJETIVOS
3.1 GENERAL Puesta en operación del banco de pruebas de propulsión basado en propelentes líquidos para la tobera 3.2 ESPECIFICOS • Desarrollar una plataforma que permita la ejecución de las pruebas y la visualización de los resultados, con restricciones que presenta actualmente el diseño, de tal forma que las operaciones del banco de pruebas se den a una distancia de 1 Km, con el fin de evitar accidentes.
• Instrumentar y Monitorear las variables del proceso propias de los sistemas de los propelentes como la temperatura y la presión en la tobera, válvulas de control de combustible, sensor de presión de la tobera, adquisición de datos de sensores de flujo y la señal de apertura del paracaídas.
• Documentar el diseño de banco de pruebas de propulsión basados en propelentes líquidos teniendo en cuenta las diferentes características de los sensores y variables de los sistemas, así como las restricciones que se puedan dar por el diseño actual del banco.
• Documentar el plan de pruebas para verificar y analizar el comportamiento de la tobera.
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4. IDENTIFICACION DE LAS NECESIDADES
4.1 PLANTEAMIENTO DEL CLIENTE Para iniciar con el proceso de identificación de las necesidades, el primer paso es escuchar que es lo que desea el cliente, y traducir dichas necesidades o planteamientos, al lenguaje ingenieril y técnico. Tabla 1. Planteamiento del cliente
1 “Que el programa sea confiable, con pocas fallas”.
Lenguaje de Programación robusto
2 “Que se pueda utilizar fácilmente”. interfaz de usuario amigable
3 “Cuando este lejos mínimo a 1 km de distancia, quisiera monitorear el proceso”.
Comunicación remota mínimo de 1 km de
distancia
4 “Que el sistema de comunicación sea confiable”.
Alta confiabilidad en software, y hardware
5 “Que los sistemas sean rápidos teniendo en cuenta las condiciones de trabajo del cohete”. Tiempo de muestreo alto
6 “A través de una pantalla de computador se pueda monitorear las variables del banco de
prueba”. Análisis de tendencias
7 “A través de una pantalla de computador se pueda monitorear las variables del banco de
prueba”. Base de datos
8 “Que se documente el diseño total del banco de pruebas para futuros rediseños”.
Realizar plan de pruebas
9 “Que se documente el diseño total del banco de pruebas para futuros rediseños”.
Documentación de planos eléctricos
4.2 IDENTIFICACIÓN Y JERARQUIZACION DE LAS NECESIDADES Para identificar las necesidades, se indago a los posibles usuarios del banco de pruebas, se definieron las necesidades, y se estable un nivel de importancia. Para
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tal fin se calificaron las necesidades con números del 1 al 5. Siendo el numero 1, el valor de menos importancia, y el 5 el de mayor importancia, tomando valores intermedios (2, 3, 4). Tabla 2. Jerarquización de necesidades de usuario
# Necesidad Imp. 1 Banco Lenguaje de Programación robusto 4 2 Banco Interfaz de usuario amigable 5 3 Banco Comunicación remota mínimo de 1 km de distancia 5 4 Banco Alta confiabilidad en software 5 5 Banco Alta confiabilidad en hardware 5 6 Banco Tiempo de muestreo bajo 5 7 Banco Análisis de tendencias 4 8 Banco Base de datos 4 9 Banco Realizar plan de pruebas 4 10 Banco Documentación de planos eléctricos 4
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5. ESPECIFICACIONES PRELIMINARES DEL PRODUCTO
5.1 ESTABLECIMIENTO DE UNIDADES Y MEDIDAS Al mismo tiempo que se identifican las necesidades, a partir de las mismas, se generan las métricas las cuales indican las unidades métricas que se utilizan para satisfacer las necesidades mencionadas. Por otra parte las métricas son calificadas de acuerdo a su nivel de importancia con números del 1 al 5, Siendo el numero 1 el de menor valor y el numero 5 el mayor valor. Adicionalmente, en el paso de establecimiento de las métricas, también se relacionan las necesidades. Tabla 3. Lista de mediciones
# No. Necesidad Métricas Imp. Valor 1 1,2,4,7,8 Lenguaje de Programación robusto 4 Binario 2 2,4,7,8 Buena interfaz de programación 5 Subj. 3 3,4 Ejecución de código en sistemas remotos 5 Binario 4 2 Capacidad de memoria 4 Mbyte
5 3,5,6 Transmisión de datos 5 K(bytes) / s
6 9,10 Documentación 4 Subj. 5.2 RELACIÓN DE MÉTRICAS CON NECESIDADES
Para relacionar las métricas con las necesidades y poder ver dicha relación de una forma más clara, se les relaciona en una tabla
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Tabla 4. Comparación de sus necesidades con sus métricas
Métricas # 1 2 3 4 5 6
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Doc
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taci
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# Necesidad Imp. 4 5 5 4 5 4
1 Banco Lenguaje de Programación robusto 4 X 2 Banco Buena interfaz de usuario 5 X X X
3 Banco Comunicación remota mínimo de 1 km de distancia
5 X X
4 Banco Alta confiabilidad en software 5 X X X 5 Banco Alta confiabilidad en hardware 5 X 6 Banco Tiempo de muestreo bajo 5 X 7 Banco Análisis de tendencias 4 X X 8 Banco Base de datos 4 X X 9 Banco Realizar plan de pruebas 4 X 10 Banco Documentación de planos eléctricos 4 X
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6. GENERACIÓN DE CONCEPTOS 6.1 DESCOMPOSICIÓN FUNCIONAL 6.1.1 Caja negra.
Figura 2. Caja negra
El primer paso en la descomposición funcional, es la caja negra, en la cual se puede ver las diferentes entradas y salidas de todo el sistema. � Entradas. • Energía: Es la fuente de alimentación de todo el sistema y debe tenerse en cuenta que su elección depende de la fuente de energía del sistema completo del cohete experimental. • Material: Son los diferentes elementos y compuestos químicos que se encargan de realizar la combustión, de acuerdo con lo sugerido por el personal químico de la fuerza aérea, para esto debe tenerse un oxidante, el cual es el
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oxigeno liquido, un combustible que es el queroseno y un gas de presurización que corresponde al helio. • Señales: Las señales que se ingresan al sistema son especificadas por el usuario y son el inicio de la combustión, y la señal de apertura del paracaídas. � Salidas. • Apertura del paracaídas: Esta señal se debe generar después de que se ha consumido todo el combustible y el oxidante, ya que a partir de esta se inicia la siguiente etapa del cohete experimental. • Monitoreo y mando de variables: El usuario debe tener un continuo monitoreo y mando de las variables del banco de pruebas, a una distancia de mínimo 1 Km y poder acceder a partir de una interfaz de usuario al estado de cada variable.
6.1.2 Diagrama funcional. Figura 3. Diagrama funcional
El segundo paso es el diagrama funcional; en este paso se descubre que encierra la caja negra en su interior. Como se puede ver en la figura 3 todos los
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subsistemas necesarios para poder desarrollar el diseño están representados en esta descomposición. Hacen parte de esta descomposición, el sensado de las variables del banco de pruebas, la captura de la señales de los sensores y accionamientos, la transmisión de la señales remotamente, la señal a los actuadores, su debida alimentación y la visualización de la señales en una interfaz hombre maquina. Gracias a la descomposición funcional, se pudo identificar cuáles son las subfunciones más críticas del diseño, para este caso se presentan tres puntos críticos del diseño. El primero de estos puntos críticos, es la captura de las señales, se hace crítico este paso, dada la velocidad de muestreo de la variable. Otro de los puntos críticos en este diseño es la transmisión remota de la señal, dado que debe ser confiable y de un largo alcance, mayor a 1Km de distancia. Por último la visualización es un punto crítico dado que es la interfaz con el usuario, el cual desea un ámbito amigable y confiable para realizar el monitoreo y mando de las variables. Figura 4. Diagrama funcional, ruta critica
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La ruta crítica para el banco de pruebas de propelentes líquidos inicia en el sensado de las variables del banco de prueba (presión, flujo, temperatura y empuje), continua con la captura de las señales, posteriormente la transmisión remota de las señales, y finalmente la visualización de las mismas. Es esta la ruta crítica ya que relaciona diferentes aspectos como la veracidad de la señal, el tiempo de muestreo y la interfaz con el usuario. 6.2 ÁRBOL DE CLASIFICACIÓN Figura 5. Captura de señales
Figura 6. Transmisión remota de señales
Figura 7. Visualización de señales
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Figura 8. Sensado de Presión y Flujo para Queroseno, Helio y Oxigeno
Figura 9. Accionamiento de Combustión
Figura 10. Sensado de temperatura y empuje en Tobera
Figura 11. Actuadores
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Figura 12. Accionamiento de apertura de paracaídas
Figura 13. Fuente de alimentación
6.3 JUSTIFICACIÓN DE BÚSQUEDA Tabla 5. Justificación de búsqueda
Sub función Concepto Justificación
Tarjeta DAQ
Permite la adquisición de las señales sean análogas o digitales, para su debido procesamiento, con una alta tasa de muestreo, alrededor de los µs.
Micro controlador
Permite la adquisición de datos de señales digitales, pero su funcionamiento y confiabilidad no se encuentra certificado ni respaldado por una marca comercial.
CAPTURA DE SEÑALES
PLC
Dispositivo que se tiene del diseño actual, permite el monitoreo, mando y control de procesos, pero a un tiempo de muestreo bajo alrededor de los ms.
Sensor de presión y flujo para oxigeno
Dispositivo que se tiene del diseño actual, se debe tener en cuenta el componente que se desea sensar, ya que el sensor actual entra en conflicto con el componente dado su naturaleza criogénica.
SENSADO DE PRESION Y FLUJO
Sensor de presión y Dispositivo que se tiene del diseño actual, se debería
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flujo para queroseno
pensar en tamaños más apropiados, para la futura implementación de los sensores en el cohete experimental.
Galga extensiométrica
Dispositivo que se tiene del diseño actual, mide el empuje que ejerce la tobera la llevarse a cabo la combustión.
SENSADO DE LA TOBERA
Termopar
Se encuentra actualmente en el diseño, y sensa la temperatura en la tobera.
Java
Es un lenguaje de programación con el que se puede realizar cualquier tipo de programa y es un lenguaje independiente de la plataforma.
Visual Basic
Es un lenguaje de fácil aprendizaje, guiado por eventos, y centrado en un motor de formularios que facilita el rápido desarrollo de aplicaciones gráficas además de tener programación orientada a objetos.
C o C++ Permite trabajar tanto a alto como a bajo nivel.
VISUALIZACION DE SEÑALES
Programa DAQ
Algunas tarjetas de adquisición de datos, permiten la visualización de señales con software que viene implementado desde fábrica, pero que no permiten el tratamiento de dicha señal, para otra aplicación.
Red (LAN-WAN)
Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa, siendo totalmente adecuada para este proyecto dado la restricción de funcionar mínimo a 1 Km de distancia.
TRANSMISION REMOTA DE SEÑALES
Inalámbricos
Dispositivos que pueden ser utilizados con redes Ethernet, de gran alcance.
FUENTE DE ALIMENTACION
Banco de Baterías
El diseño está restringido por la fuente de alimentación del cohete experimental, dejando como única alternativa, la utilización de voltaje DC (5V – 12V)
Java
Visual Basic
C o C++
ACCIONAMIENTO APERTURA DE PARACAIDAS
Programa DAQ
Ya que esta acción de debe realizar por software, dado la distancia remota a la cual debe estar localizado el banco de pruebas. Se ha dispuesto que la selección de este ítem, este sujeto a la elección para la visualización de las señales para correspondiente interfaz de usuario.
ACTUADORES
Eléctricos
Brindan una ejecución que depende de energía eléctrica para funcionar, y son los adecuados para el diseño, dado la restricción de fuente de energía para el sistema completo.
Java
Visual Basic
C o C++
ACCIONAMIENTO APERTURA DE COMBUSTION
Programa DAQ
Ya que esta acción de debe realizar por software, dado la distancia remota a la cual debe estar localizado el banco de pruebas. Se ha dispuesto que la selección de este ítem, este sujeto a la elección para la visualización de las señales para correspondiente interfaz de usuario.
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6.4 COMBINACIÓN DE CONCEPTOS
Figura 14. Combinación de conceptos
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7. SELECCIÓN DE CONCEPTOS
7.1 MATRIZ DE TAMIZAJE La matriz de tamizaje se realiza para la elección del concepto que mejor se ajuste a las especificaciones del diseño. Los criterios de evaluación se hacen estableciendo unos parámetros de selección basados en las necesidades de los clientes identificados anteriormente. El concepto que se toma por referencia es el concepto B dada su confiabilidad en la adquisición de datos y simplicidad en el diseño. Figura 15. Concepto A
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Figura 16. Concepto B
Figura 17. Concepto C
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Figura 18. Concepto D
Figura 19. Concepto E
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Tabla 6. Matriz de tamizaje de conceptos
CRITERIOS DE SELECCIÓN A B C D E
Sensibilidad a cambios de las variables 0 0 - - - Facilidad y creación de interfaz - 0 0 - - Confiabilidad en comunicación remota 0 0 0 0 0
Confiabilidad en software - 0 0 0 -
Tiempo de muestreo 0 0 - - -
Confiabilidad en hardware 0 0 0 0 - Facilidad de rediseño de software. - 0 0 0 -
Simplicidad en el diseño - 0 0 0 -
POSITIVOS 0 0 0 0 0
IGUALES 5 8 6 5 1
NEGATIVOS 4 0 2 3 7
TOTAL -4 0 -2 -3 -7
Valoración de la matriz de tamizaje. +: Mejor a la referencia -: Peor que la referencia 0: Igual a la referencia
ORDEN 4 1 2 3 5
CONTINUAR NO SI SI SI NO
7.2. MATRIZ PARA EVALUAR CONCEPTOS De acuerdo a los parámetros que se consideran más importantes para el diseño, se asigno el porcentaje de ponderación para cada necesidad en particular. Estas ponderaciones se asignaron por determinación de los diseñadores y se evaluaron conceptos que pasaron anteriormente en la matriz de tamizaje.
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Tabla 7. Matriz variante de concepto
Valoración de la matriz de evaluación de conceptos: - Nota: � 6: Mucho peor que... � 7: Peor que... � 8: Igual a... � 9: Mejor que... � 10: Mucho mejor que... � Orden: � 1: Mucho mejor que... � 2: Mejor que... � 3: Igual a... A partir de los resultados obtenidos de la matriz para evaluar conceptos se concluye que el concepto a desarrollar para el banco de pruebas para propelentes líquidos es el concepto B.
VARIANTE DE CONCEPTO B C D
CRITERIOS DE SELECCIÓN % Pond Nota Criterio
ponderado Nota Criterio ponderado Nota Criterio
ponderado Sensibilidad a cambios de las
variables 20 9 1.8 7 1.4 7 1.4
Facilidad y creación de interfaz
15 9 1.35 9 1.35 8 1.2
Confiabilidad en comunicación
remota 10 8 0.8 8 0.8 8 0.8
Confiabilidad en software
15 9 1.35 8 1.2 8 1.2
Tiempo de muestreo
15 9 1.35 8 1.2 8 1.2
Confiabilidad en hardware
10 8 0.8 7 0.7 7 0.7
Facilidad de rediseño de
software. 5 9 0.45 9 0.45 8 0.4
Simplicidad en el diseño
10 9 0.9 8 0.8 7 0.7
Total 8.8 7.9 7.6 Orden 1 2 3 Continuar? DESARROLLAR NO NO
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8. DISEÑO A NIVEL DE SISTEMA
8.1 ANÁLISIS DE LA ARQUITECTURA DEL PRODUCTO
Para definir la arquitectura del producto entre diseño modular o diseño integral se realizara una relación entre los elementos funcionales y los elementos físicos del banco de pruebas. Tabla 8. Relación de elementos físicos y funcionales
ELEMENTOS FUNCIONALES ELEMENTOS FISICOS
# FUNCIONES RELACION ELEMENTOS
A Adquisición de señales B PC
B Monitoreo de señales A DAQ
C Transmisión remota de señales C Inalámbrico
Analizando la tabla 8 concluimos que la arquitectura del producto es modular.
8.2 ESQUEMA DEL PRODUCTO Figura 20. Esquema del producto, concepto B
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9. DISEÑO INDUSTRIAL
9.1 VALORACIÓN EN EL DISEÑO INDUSTRIAL
La valoración del diseño industrial del banco de pruebas basado para propelentes líquidos de la tobera nos ayudara a optimizar las respectivas funciones, valor y apariencia del mismo. Para esto nos basaremos en las necesidades ergonómicas y estéticas del banco. 9.1.1. Necesidades ergonómicas. Figura 21. Necesidades ergonómicas
En las necesidades ergonómicas podemos observar que las valoraciones en facilidad de uso, facilidad de mantenimiento, cantidad de interacciones y seguridad tienen una valoración alta, debido a que el banco de pruebas estará sometido a n cantidad de interacciones, además por el sistema que será probado en el respectivamente, y a la utilización de combustibles peligrosos tendrá que ser supremamente seguro.
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9.1.2 Necesidades Estéticas. Figura 22. Necesidades estéticas
La diferenciación del producto obtuvo una valoración media, ya que no es indispensable para nosotros como diseñadores que nuestro producto se diferencie con otros bancos de prueba, ya que este será para uso exclusivo del CITA, pero el orgullo de posesión y motivación del grupo tienen una valoración alta ya que demuestran que la realización, diseño e implementación del banco de prueba es de gran orgullo para nosotras, ya que el grado de pertenencia y de responsabilidad ante este proyecto es muy alta.
9.2 NATURALEZA DEL PRODUCTO: TECNOLOGICO O USUARIO Es muy importante establecer si nuestro producto será dominado por la tecnología o por el usuario, por tal motivo establecemos que el banco de pruebas es un sistema dominado mas por la tecnología ya que está basado en acometer una tarea técnica, y su poco dominio de usuario es debido a que solo interviene en la interfaz en donde la persona tendrá una visualización de los que pasa en el banco de pruebas. Esta clasificación se hizo basándose en una analogía con una estación de trabajo.
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Figura 23. Naturaleza del producto
D. Tecnología D. Usuario
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10. DISEÑO DE MANUFACTURA
Según Groover el Diseño de manufactura: “estudia los procesos de conformado y fabricación de componentes mecánicos con la adecuada precisión dimensional, así como de la maquinaria, herramientas y demás equipos necesarios para llevar a cabo la realización física de tales procesos, su automatización, planificación y verificación”1 Esto quiere decir que se deben determinar los procesos de manufactura más adecuados y el orden en el cual deben realizarse para producir una parte o producto determinado que se especifique en la parte de diseño. Dado que el proyecto de banco de pruebas de propelentes líquidos es un proyecto de integración de componentes en el cual impera el diseño, implementación y ensamble, el diseño de manufactura no tiene realización ya que todas las partes y componentes que conforman el sistema se adquieren por proveedores.
1 GROOVER, Mikell P. Fundamentos de manufactura moderna : materiales, procesos y
sistemas. México : Prentice-Hall Hispanoamericana, 1997., p. 663.
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11. DISEÑO DETALLADO
11.1 DISEÑO FISICO DEL BANCO DE PRUEBAS Figura 24. Etapas banco de prueba
El diseño del banco de pruebas de propelentes líquidos para la tobera se ha dispuesto según la figura 18, y se ha dividido en tres etapas teniendo en cuenta los diferentes componentes que hacen posible las reacciones para la combustión.
11.2 ESPECIFICACIONES DE HARDWARE En el banco de pruebas de propelentes líquidos, para analizar el comportamiento de la tobera ante diferentes temperaturas y presiones se tienen diferentes equipos
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entre los cuales se encuentran sensores, actuadores y demás que han sido adquiridos previamente por el CITA (Centro de investigaciones en tecnología aeroespacial). Dado esto en las especificaciones del hardware se indicaran globalmente cuales son los equipos del banco de pruebas que se encuentran actualmente y con los cuales se ha puesto en marcha el mismo. Sin embargo se han cambiado algunos de estos componentes dado que no cumplen con las condiciones de trabajo. 11.2.1 Especificaciones de sensores y actuadores del banco de prueba. Para hacer esta especificación se ha dividido el banco de pruebas en diferentes etapas (Etapa de Helio, Etapa de Oxigeno, Etapa de Queroseno, Etapa Neumática, Análisis de la tobera) las cuales se ha explicado su funcionamiento en puntos anteriores. � Elementos para la etapa de helio • 1 Tanque de Helio (Presión de 4500 psi)* • 3 Sensor de presión (Presión de trabajo de 4500 psi)* • 2 Regulador de presión (Presión de trabajo de 4500 psi)* • 2 Discos de ruptura reverso (Se caracterizan por disponer su lado cóncavo en contacto con el fluido a presión. Estos discos permiten un proceso a prueba de fallos con presiones pulsantes)*.
� Elementos para la etapa de oxigeno • 1 Tanque de Oxigeno (Presión de 525 psi)* • 1 Sensor de presión (Presión de trabajo de 525 psi)* • 1 Sensor de Flujo • 1 Válvula de accionamiento neumático • 1 Válvula de retención (Válvula de retención con bola totalmente revestida)* � Elementos para la etapa de queroseno • 1 Tanque de Queroseno (Presión de 485 psi)* • 1 Sensor de presión (Presión de trabajo de 485 psi)* • 1 Sensor de Flujo
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• 1 Válvula de accionamiento neumático • 1 Válvula de retención (Válvula de retención con bola totalmente revestida)* � Análisis de la tobera (empuje) • Galga extensiométrica • Termopar � Etapa neumática • 1 Tanque de aire • 2 Pistones • 2 Válvulas Solenoides Teniendo en cuenta los sensores de temperatura y de presión y el rango en el cual van a trabajar se les realizo su respectivo acondicionamiento, deduciéndolos por las siguientes ecuaciones de liberalización. • Temperatura: - - - • Presión: - - -
11.2.2 Especificación del sistema de adquisición de datos. Inicialmente el banco de pruebas (Diseño anterior) en su sistema de adquisición de datos contaba con un PLC – FESTO FEC-FC440-FST-185205-V6 el cual no cumplía con las exigencias del banco de pruebas en cuanto a velocidad de muestreo. Esto se pudo deducir después del análisis de conceptos en la matriz de tamizaje ya que la velocidad de muestreo del PLC es alrededor de los 100ms, y el sistema requería una velocidad de los µs.
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Teniendo en cuenta estas condiciones y los resultados obtenidos del método de desarrollo concurrente se llego a la conclusión de que el mejor sistema de adquisición de datos para el banco de pruebas, es una tarjeta de adquisición de datos dado su alta velocidad de muestreo, la tarjeta de datos seleccionada fue MS USB-1208FS (Ver Anexo 5). 11.2.3 Lista maestra de instrumentos para el banco de prueba. • 3 Sensores de presión para Helio • 1 Sensor de presión para oxigeno liquido • 1 Sensor de presión para queroseno • 2 Regulador de presión para el Helio • 1 Sensor de flujo para oxigeno liquido • 1 Sensor de flujo para queroseno • 1 Electroválvulas Neumática para helio • 1 Válvula con accionamiento neumático para oxigeno liquido • 1 Válvula con accionamiento neumático para queroseno • 1 Válvula de retención para el oxigeno liquido • 1 Válvula de retención para el queroseno • 2 Discos de Ruptura • 1 Galga extensiométrica • 1 Tanque de Helio • 1 Tanque de Oxigeno Liquido • 1 Tanque Queroseno • 1 Tanque de aire • 2 Pistones • 2 Válvulas solenoides para aire • 1 Termopar
11.3 CONFIGURACION DE LA COMUNICACIÓN La comunicación se lleva a cabo a través de dos computadores, uno local y otro remoto. El local está directamente conectado a la tarjeta de adquisición de datos y es el encargado de enviar los datos a 1 Km de distancia por medio inalámbrico al computador remoto.
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11.3.1 Configuración de hardware. Figura 25. Conexión de hardware
La Tarjeta de adquisición de datos (DAQ), es el elemento que permite el intercambio de señales entre los elementos el banco de prueba y el PC2 local o esclavo. El PC2 local se comporta como un esclavo y es quien ejerce las acciones que le indica el PC remoto o maestro. El PC1 remoto se comporta como un maestro el cual permite las configuraciones de monitoreo y mando sobre el proceso. Adicionalmente es el encargado de ejercer la interfaz directa con el usuario a través del HMI, pantalla de alarmas y avisos, y la pantalla de tendencias. 11.3.2 Configuración en el programa fuente de Visual Basic. Para establecer la comunicación entre el computador remoto y el local se deben hacer las siguientes configuraciones en los programas fuentes de los dos computadores.
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En esta subrutina se configura la comunicación a realizar. • En el caso del Maestro en RemoteHost se escribe 100.1.1.1 ya que este es el equipo con quien se va a conectar
• En el caso del esclavo en RemoteHost se escribe 100.1.1.2 ya que este es el equipo con quien se va a conectar
• En la rutina del WinSock , en la subrutina del mismo se reciben los datos
• En un timer se implementa el siguiente código, el cual nos permite recibir los datos, estos deben ser tratados según el tipo de trama implementado
Private Sub udpa_DataArrival _ (ByVal bytesTotal As Long) Dim strData As String udpa.GetData strData recibirtxt.Text = strData Timer1.Enabled = False End Sub
Private Sub enviar_Click() udpa.SendData enviartxt.Text Timer1.Enabled = True End Sub
Private Sub Form_Load() With udpa .RemoteHost = "100.1.1.2" ‘' Puerto
al que hay que conectar.
.RemotePort = 8001 .Bind 8001 '
Enlaza al puerto local.
End With
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11.3.3 Configuración de propiedades de conexión de área local en PC, bajo entorno Windows XP. Los pasos para iniciar la configuración son los siguiente: • 1. Clic Inicio • 2. Panel de control • 3. Conexiones de red • 4. Conexión de área local • 5. Clic derecho en conexión de área local, y elegir la opción propiedades Posterior a estos pasos debe aparecer la siguiente ventana y elegir el tipo de conexión que se va a utilizar, para este caso protocolo Internet TCP/IP Figura 26. Propiedades de conexión de área local
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• 6. Después de haber elegido el tipo de conexión (Protocolo Internet TCP/IP), hacer clic en propiedades, elegir la opción (Usar la siguiente dirección IP) Figura 27. Propiedades de protocolo internet (TCP/IP)
La casilla que se encuentra resaltada con azul en la dirección IP corresponde al equipo al cual se conecta, para este caso el equipo local se le configura con el numero 1 y el equipo remoto con el numero 2. 11.4 CONFIGURACION DE LA TARJETA DE ADQUISICION DE DATOS. Para configurar la tarjeta de adquisición de datos, que dada sus especificaciones corresponde a la USB-1208FS de la Measurement Computing, se utiliza un DLL para que esta tarjeta pueda ser usada bajo el programa Visual Basic. (Ver código anexo C)
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11.5 CONFIGURACIONES DE TRANSMISION DE SEÑALES Se opto por escoger un sistema inalámbrico debido a la justificación de la búsqueda del punto 6.3 (Ver tabla 5), En donde se hará una conexión inalámbrica Ethernet por TCP/IP, a través del WinSock de visual Basic. Ver datasheet del sistema remoto: 9XTend™ OEM RF Module, en anexo 1. 11.6 CONFIGURACION DE INTERFAZ HUMANO MAQUINA (HMI) 11.6.1 Disposición de pantalla de la aplicación. Figura 28. Disposición de pantalla de la aplicación
• La pantalla 0, es una pantalla de mando y monitoreo de dispositivos de campo. • La pantalla 1, es una pantalla de avisos y alarmas, la cual da información del lugar exacto de la alarma, y se ingresa desde la pantalla 0.
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• La pantalla 2, es una pantalla de tendencias, esto quiere decir que se muestra en una grafica de la variables vs el tiempo del comportamiento de la misma. • Diagrama de flujo del HMI Figura 29. Diagrama de flujo de la pantalla #1 de monitoreo y mando.
En la figura 29. se muestra una secuencia de actividades a seguir de la pantalla #1. Esta se inicia con la adquisición de las señales del sistema con la ejecución del runtime del programa de Visual Basic. El usuario al activar el botón de inicio genera en la pantalla No 1 la visualización del estado de la tobera de la presión en el tanque RP-1(Querosene), y en el tanque de LOX (Oxigeno liquido). En los estados de los diferentes tanques y la tobera se monitorea temperatura, empuje, presión y flujo. De igual forma al iniciar el proceso de monitoreo se puede activar el botón de tendencias de esta misma pantalla el cual hace una visualización en una tercera
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pantalla de las tendencias, haciendo un análisis grafico de la temperatura vs. el empuje en la tobera. Adicionalmente el usuario puede encontrar un indicador del estado de las alarmas en la pantalla No 1, que al ser activado remita al usuario a una pantalla No 2 que da detalle de la alarma (Ver figura 29) Figura 30. Diagrama del flujo de la pantalla #2 de avisos y alarmas
En esta pantalla de los avisos y las alarmas se monitorea el estado de las alarmas, siendo activa o no activa. En el caso que el estado de las alarmas sea
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activa se indica cual es la alarma activa y así mismo se hace un registro del minuto, hora, fecha, numero de alarma, y mensaje de la alarma. Después de que la alarma que este activa ha sido atendida, el usuario debe hacer clic en el botón alarma atendida para volver a la pantalla #1 de monitoreo y mando de las variables. Figura 31. Diagrama de Flujo Pantalla #3 de tendencias
Al hacer clic en el botón de tendencias en la pantalla #1 se da inicio a la pantalla #3 de tendencias. El usuario hace una visualización de la temperatura vs. el empuje en galga extensiométrica en la tobera. 11.6.2 Conceptos generales. La estrategia de control de la planta se encuentra en la memoria del computador, la cual se ha programa en Visual Basic. En el computador se encuentra el RunTime que es programa de mando, monitoreo y avisos.
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La estructura interna es la siguiente: Figura 32. Estructura interna
11.6.3 Descripción de las pantallas • Pantalla # 1: monitoreo y mando de las variables Figura 33. Pantalla monitoreo y mando de las variables
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Los botones resaltados por los óvalos indican el monitoreo y mando del banco de pruebas, de esta manera se tiene que el botón inicio es el accionamiento para la combustión. El paro de emergencia es un botón que se utiliza para casos en los cuales este en peligro el proceso. El botón ver alarmas transporta usuario hacia otra ventana que corresponde a la ventana de avisos y alarmas, en la cual se tiene el monitoreo continuo de las alarmas que se producen en el proceso. El botón tendencias transporta al usuario hacia una ventana en donde se monitorea gráficamente el estado de la temperatura en la tobera, el empuje que se presenta en la galga extensiométrica. • Pantalla # 2: avisos y alarmas Figura 34. Pantalla avisos y alarmas
El botón de atendida, se debe ejecutar cuando se inspeccione la alarma, cuando esto ocurra, el estado de la alarma, debe cambiar de ESTADO=”Alarma activa”, ha ESTADO=”Alarma atendida”. ver figura 35.
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Figura 35. Pantalla avisos y alarmas después de atender la(s) alarma(s)
Los indicadores de alarma de temperatura en la tobera, presión en el tanque de oxigeno liquido y presión en el querosene, se encienden siempre y cuando se haya producido las alarmas en estos sensores. Para recolectar las alarmas, se genera un archivo plano (*.txt), el cual almacena de forma constante los históricos de las alarmas, con información detallada de esta. Esta información es útil para futuros análisis y comportamiento de todo el sistema. Figura 36. Históricos de las alarmas en archivo plano (*.txt)
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En este registro de alarmas, se hace la indicación del histórico de las alarmas, indicando, el minuto, hora, fecha, numero de alarma y mensaje que corresponde a cada alarma que se genere. • Pantalla # 3: tendencias Figura 37. Pantalla tendencias
La ventana que corresponde a los gráficos de tendencias del banco de prueba, se hace con la temperatura en la tobera y la galga extensiométrica. Estas variables se van almacenando en el grafico vs tiempo.
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12. CONCLUSIONES
Para la ejecución de pruebas y visualización de resultados a 1km de distancia se hizo uso de un sistema inalámbrico que permitió la comunicación entre dos ordenadores, uno maestro y otro esclavo. Logrando de esta manera un ambiente completamente seguro para el usuario, alejándolo de los peligros que pueda generar el banco de pruebas. Constantemente se pudo monitorear las variables involucradas en el proceso, las cuales definen el funcionamiento del mismo. Estas variables temperatura y presión, fueron simuladas por una fuente de voltaje, dada las dificultades de tener las señales reales de los sensores. Por medio de una tarjeta de adquisición de datos, se proceso la señal de voltaje, se registró posibles alarmas y se graficó las tendencias, todas estas transmitidas remotamente al usuario a través de una interfaz amigable. Se logró documentar en su totalidad el banco de pruebas para propelentes líquidos, así como el análisis de la viabilidad de los diferentes componentes para generar nuevas elecciones que se ajusten a las condiciones de trabajo. La generación del plan de pruebas acerca al usuario a conocer el comportamiento de la tobera como elemento final del banco de pruebas ante diferentes condiciones de temperatura y empuje. Dicho acercamiento se logro con la implementación de un software que ilustra la relación entre estas dos variables. Se pudo desarrollar un diseño de adquisición, transmisión y visualización de señales del banco de pruebas basados en propelentes líquidos bajo la concepción de arquitectura modular que facilita el mantenimiento e interacción con el usuario. Con el desarrollo de este producto por el método de desarrollo concurrente, se puede observar las grandes ventajas de la utilización del mismo, y se recomiendo su implementación para futuros proyectos Mecatrónicos. Se comprendió todas las fases que están involucradas en la metodología de desarrollo concurrente, concibiendo los tipos, las características y el lenguaje de diseño.
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Se identificó las necesidades y especificaciones preliminares que enmarcan al proyecto en curso. Gracias a la continua búsqueda de información se pudo encontrar, seleccionar y analizar el mejor tipo de información para el proceso de diseño. Se logró investigar e identificar oportunidades y necesidades existentes en el medio con el fin de desarrollar un producto con una función específica, y con un gran campo de acción. Se generó, seleccionó y aprobó los diferentes conceptos con el fin de resolver las necesidades específicas, la forma de evaluar estos criterios fue desde el punto de vista técnico, de seguridad y medioambiental. Gracias a las ayudas o herramientas computacionales se pudo lograr el diseño óptimo del producto, y se recomienda para los futuros proyectos.
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BIBLIOGRAFÍA
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63
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Comburente: Diccionario en línea [en línea]. USA: Wordreference, 2008. [consultado 22 de julio de 2008]. Disponible en internet: http://www.wordreference.com/definicion/comburente
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ANEXOS
Anexo A. Datasheet 9XTend™ OEM RF Module Figura 38. 9XTend™ OEM RF Module
• Modulo de operación RF • Modulo de configuración RF • Configuración de modos RF Tabla 9. Especificaciones 9XTend™ OEM RF Module.
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Características Eléctricas. La secuencia de flujo de datos es iniciada cuando el primer byte de datos es recibido en el DI Buffer del módulo transmisor (Módulo A de RADIOFRECUENCIA XTend). Cuando el Módulo A de RADIOFRECUENCIA del XTend ya no recibe datos de RADIOFRECUENCIA, los datos en el DI Buffer es paqueteado y se transmitirá en el aire para el modulo de RADIOFRECUENCIA B del XTend.
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Figura 39. Características eléctricas 9XTend™ OEM RF Module.
Figura 40. Especificaciones de tiempo del 9XTend™ OEM RF Module
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Tabla 10. Especificaciones de tiempo
Datos mecánicos. Figura 41. Datos mecánicos del 9XTend OEM RF Module
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Anexo B. Datasheet Sensor de presión
SPT Series: Low Cost, Stainless Steel Pressure Transducers Figura 42. SPT Series: Low Cost, Stainless Steel Pressure Transducers
Este SPT Series es calibrado y compensado para tres estilos de salida: De 4-20 mA (la versión de miliamperio), 1-5Vdc (la versión 4V), y 0-100 mV (la versión mV). Todas las versiones presentan una colección variada de conexiones de presión. El SPT dispositivos de acero inoxidables son transductores escabrosos y confiables para el uso en una variedad ancha de presión en aplicaciones dónde los líquidos son corrosivos o para monitorear gases. .
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Tabla 11. Características eléctricas SPT Series: Low Cost, Stainless Steel Pressure Transducers
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Figura 43. Dimensiones SPT Series: Low Cost, StainlessSteel Pressure Transducers
Figura 44. Conexiones de los pines del SPT Series: Low Cost, Stainless Steel Pressure Transducers
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Anexo C. Código DLL 'Rutina para la elección de la board y así mismo se establece cual es dicha board Private Sub Combo1_Click() BoardNum% = Combo1.ListIndex BoardName = " " Ulstat = cbGetBoardName(BoardNum%, BoardName) MyBoard = BoardName MyBoard = Trim$(MyBoard) bdlen = Len(MyBoard) - 1 MyBoard = Left(MyBoard, bdlen) lblBoard.Caption = MyBoard Call_Config End Sub 'Rutina para la selección del canal de entrada Private Sub Combo2_Click() lblChannel.Caption = "Channel " + Str(Combo2.ItemData(Combo2.ListIndex)) Call_Config End Sub 'Rutina para la elección del rango de voltaje Private Sub Combo3_Click() Select Case Combo3.ListIndex Case 0 vrange$ = "BIP20VOLTS" Case 1 vrange$ = "BIP10VOLTS" Case 2 vrange$ = "BIP5VOLTS" Case 3 vrange$ = "BIP4VOLTS" Case 4 vrange$ = "BIP2PT5VOLTS" Case 5 vrange$ = "BIP2VOLTS" Case 6 vrange$ = "BIP1PT25VOLTS" Case 7 vrange$ = "BIP1VOLTS" End Select lblRange = vrange$
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Call_Config End Sub 'Inicio de carga del programa Private Sub Form_Load() configOK = False Combo1.ListIndex = 0 'Valor inicializado para la board Call Combo1_Click Combo2.ListIndex = 0 'Valor inicializado canal de entrada configOK = True Combo3.ListIndex = 1 'Valor inicializado para el rango de voltaje End Sub 'Rutina de configuración de la DAQ, y visualización de las señales de entrada en el HMI Private Sub tmrConvert_Timer() BoardNum% = Combo1.ListIndex 'Setea en numero de la board Gain = Combo3.ItemData(Combo3.ListIndex) ' Setea ganancia Chan% = Combo2.ItemData(Combo2.ListIndex) ' Setea canales de entrada Ulstat = cbAIn(BoardNum%, Chan%, Gain, MyValue) 'Lectura de valores If Ulstat <> 0 Then ErrHandler (Ulstat) 'Toma cualquier error que ocurra Exit Sub End If Ulstat = cbToEngUnits(BoardNum%, Gain, MyValue, EngUnits!) 'Convierte MyValue contables a voltios If Ulstat <> 0 Then ErrHandler (Ulstat) 'Toma cualquier error que ocurra Exit Sub End If 'Rutina que muestra la función cbAIn, llamada con los parámetros de selección Private Sub Call_Config() If configOK = False Then Exit Sub lblFunct = "Ulstat = cbAIn(" & Combo1.ItemData(Combo1.ListIndex) & " , " _ & Combo2.ItemData(Combo2.ListIndex) & _ " , " & vrange$ & " , MyValue)" End Sub
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Anexo D. Manual de usuario
MANUAL DE USUARIO BANCO DE PRUEBAS DE PROPELENTES LIQUIDOS __________________________________________________________
Presentación: El Centro de Investigaciones en Tecnología Aeroespacial CITA de la Escuela Militar de Aviación, en su proyecto de desarrollar un cohete experimental basado en propelentes líquidos; ha puesto en marcha un banco de pruebas para tal proyecto. Dicho banco de pruebas, permite al usuario tener un acercamiento al proceso desde el punto del software, bajo una interfaz amigable de fácil manejo. Este banco de pruebas, permite en primera instancia hacer la adquisición de las señales del banco, posteriormente, transmitir inalámbricamente la información a 1 Km de distancia, permitiendo el flujo de datos continuos y permanentes entre el usuario y el sistema de banco de pruebas. Este manual de usuario resume los aspectos de operación, instalación y detección de fallas del sistema, así como el procedimiento de reporte de fallas y soporte técnico.
Figura 45. Diagrama de Conexión de Hardware del Banco de Pruebas
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Antes de leer el manual, observe cuidadosamente la figura que en forma panorámica describe el funcionamiento del banco de pruebas.
1. Introducción
El presente Manual de Usuario contiene: la descripción del funcionamiento del banco de pruebas, para propelentes líquidos para el cohete experimental. Indicando al usuario el estado del banco a través de una interfaz hombre maquina. De igual forma la instalación y operación del banco de pruebas, la detección de fallas generales, así como el procedimiento para reportar fallas y solicitar soporte técnico.
2. Servicio de Conectividad Remota
Permite el flujo de datos continuo y permanente entre el usuario y la red inalámbrica de Ethernet, establecida entre el computador maestro (Remoto) y el esclavo (Local). En los cuales se ha establecido una conexión inalámbrica Ethernet por TCP/IP, a través del WinSock de visual Basic. La conectividad a través de la herramienta WinSock, permite el monitoreo y mando de todas las variables del banco de pruebas que se encuentran remotas. En la configuración de las comunicación, los dos ordenadores, deben acceder a una dirección IP, que corresponde a cada uno, y a una subred igual para los dos, así el flujo de información entre los dos ordenadores se efectuará correctamente.
3. Equipos de Transmisión Remota: operación e instalación
Se compone de dos grandes partes, conectados directamente a los dos ordenadores, (maestro, esclavo). Estas partes son dos transmisores remotos de señal a modo de operación de radiofrecuencia RF. El transmisor colocado en el ordenar esclavo: es un montaje de una antena, un equipo de radiofrecuencia, el cual una vez instalado y probado, no es necesario que tenga acceso al mismo durante la operación normal. Se trata de una estación terrena que es un equipo de comunicaciones que se utiliza para transmitir y recibir señales entre el banco de pruebas y la estación de operación remota. Este equipo trabaja con corriente directa 5.5VDC
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Figura 46. Diagrama del Sistema de Comunicación en Sito Remoto
El transmisor colocado en el ordenador maestro: es un montaje de una antena, un equipo de radiofrecuencia (al igual que le transmisor en el equipo esclavo), el cual una vez instalado y probado, no es necesario que tenga acceso al mismo durante la operación normal. Se trata de una estación terrena que es un equipo de comunicaciones que se utiliza para transmitir y recibir señales entre el banco de pruebas y la estación de operación remota. Este equipo trabaja con corriente directa 5.5VDC Figura 47. Diagrama del Sistema de Comunicación en Sito Local
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4. Configuración de la Comunicación Para poder iniciar la conexión de área local entre los dos computadores, bajo entorno Windows Xp, se deben realizar los siguientes pasos en los dos computadores.
1. Clic Inicio 2. Panel de control 3. Conexiones de red 4. Conexión de área local 5. Clic derecho en conexión de área local, y elegir la opción propiedades
Posterior a estos pasos debe aparecer la siguiente ventana y elegir el tipo de conexión que se va a utilizar, para este caso protocolo Internet TCP/IP. Figura 48. Propiedades de conexión de área local
6. Después de haber elegido el tipo de conexión (Protocolo Internet TCP/IP), hacer clic en propiedades, elegir la opción (Usar la siguiente dirección IP)
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Figura 49. Propiedades de protocolo internet TCP/IP
La casilla que se encuentra resaltada con azul en la dirección IP corresponde al equipo al cual se conecta, para este caso el equipo local se le configura con el numero 1 y el equipo remoto con el numero 2. 5.- Equipo de adquisición de Datos El equipo para la adquisición de Datos, es una USB-1208FS de la Measurement Computing, con 8 entradas análogas, 2 salidas análogas, 16 E/S digitales; contador de 32 bits.
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Figura 50. Imagen Tarjeta DAQ
Esta DAQ, se encarga de acondicionar las señales de los diferentes sensores del Banco de Pruebas, y enviarlas al ordenador esclavo para su respectivo tratamiento. Una vez el equipo esté instalado y probado, no es necesario que tenga acceso al mismo durante la operación normal. Este equipo es energizado por bus, conectividad de señal integrada. 6.- Equipo de Estación de Operación Es una estación en sitio local, compuesta por un ordenar maestro, conectado al equipo de transmisión de radiofrecuencia.
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Esta estación de operación recibe el flujo de datos del ordenador esclavo, y efectúa la visualización de los estados de las variables del banco de pruebas a través de una interfaz hombre maquina que consta de tres pantallas: Figura 51. Pantalla # 1: monitoreo y mando de las variables
Esta pantalla contiene una serie de configuración que le permiten al usuario cumplir con todas las necesidad para entender y análisis el comportamiento del banco del banco de pruebas. Las funciones básicas de cada botón son las siguientes: INICIO: Permite iniciar el proceso de combustión. PARO DE EMERGENCIA: Permite que en caso de emergencia el sistema se para, esto por motivos de seguridad o fugas. VER ALARMAS: Muestra una ventana (Pantalla # 2), la cual indica con exactitud cuál es la alarma que se está presentando y almacena el histórico de dicha alarma.
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TENDENCIAS: Muestra una ventana (Pantalla # 3), la cual está compuesta por una grafica con el comportamiento de la temperatura y el empuje en la tobera. En esta pantalla se indica el estado de las variables. Por ejemplo, en la tobera se indica la temperatura, y el empuje en la galga extensiométrica. En los tanques de Queroseno (RP-1) y Oxigeno Liquido (LOX) se indica la presión y el flujo. Figura 52. Pantalla # 2: avisos y alarmas, antes de ser atendida la alarma
Figura 53. Pantalla # 2: avisos y alarmas, después de ser atendida la alarma
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Esta pantalla es visualizada por el usuario, cuando en la pantalla #1, se hace click en el botón de Ver Alarmas. Este botón solo debe ser activado cuando el indicador, círculo rojo, cambie a solido. Las funciones básicas de cada función son las siguientes: ATENCION DE ALARMA: esta indicación cambia cuando ha ocurrido una alarma, cambiando el estado de la Alarma a “Alarma Activa”. Posterior a que se ha atendido la alarma, se hace click en el botón de Alarma Atendida, y el estado cambia a “Alarma Atendida”. REGISTRO DE ALARMAS: se hace la indicación del histórico de las alarmas, indicando, el minuto, hora, fecha, numero de alarma y mensaje que corresponde a cada alarma que se genere. Para posteriormente almacenar dicha información en un archivo plano, para su posterior impresión. Los indicadores de alarma de temperatura en la tobera, presión en el tanque de oxigeno liquido y presión en el querosene, se encienden siempre y cuando se haya producido las alarmas en estos sensores. Sirve para que el usuario conozca en donde se está produciendo la alarma. Figura 54. Pantalla # 3: tendencias
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Esta pantalla es visualizada por el usuario, cuando en la pantalla #1, se hace click en el botón de Tendencias. Este botón es activado en cualquier instante del proceso, para que se tenga visualización de forma grafica del estado de la temperatura y el empuje en la tobera. 7.- Equipos del Banco de Pruebas (Sensores y Actuadores) Todos los equipos entre sensores y actuadores que tiene el banco de prueba son los siguientes: • 3 Sensores de presión para Helio • 1 Sensor de presión para oxigeno liquido • 1 Sensor de presión para queroseno • 2 Regulador de presión para el Helio • 1 Sensor de flujo para oxigeno liquido • 1 Sensor de flujo para queroseno • 1 Electroválvulas Neumática para helio • 1 Válvula con accionamiento neumático para oxigeno liquido • 1 Válvula con accionamiento neumático para queroseno • 1 Válvula de retención para el oxigeno liquido • 1 Válvula de retención para el queroseno • 2 Discos de Ruptura • 1 Galga extensiométrica • 1 Tanque de Helio • 1 Tanque de Oxigeno Liquido • 1 Tanque Queroseno • 1 Tanque de aire • 2 Pistones • 2 Válvulas solenoides para aire • 1 Termopar 8. Recomendaciones para detectar fallas y solucionar los problemas más comunes A continuación se presentan los casos más comunes de fallas y las soluciones que se pueden hacer: Medidas Generales de Precaución
No Desconecte el Cable Eléctrico de alimentación de Banco de Pruebas
No desconecte el cable eléctrico ya que ocasionaría fallas eléctricas y/o daños personales. Si desea desconectarlo, primero desconecte la fuente de alimentación del interruptor más cercano, después saque el conector y el cable conectado al chasis.
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Procedimientos de Descarga Electrostática No manipule cableado o placas de circuitos, solamente personal especializado podrá hacerlo cuando el equipo esté conectado a tierra y tomando otras precauciones contra la descarga de electricidad estática para no dañar el equipo.
Alerta de Incendios y Electrocución
ADVERTENCIA: Para prevenir incendios o electrocución:
� No exponer el equipo de comunicación, y adquisición de datos a la humedad.
� Evite derramar líquidos cerca del equipo de comunicación, adquisición de datos y sobre los computadores, maestro-esclavo.
Limpieza Exterior del los Sensores, Actuadores. Deberá limpiar los equipos exclusivamente con un paño húmedo; y un aspirador de polvo.
Plan de Emergencia Mantenga un plan de emergencia. Conozca los procedimientos de primeros auxilios y cómo conseguir ayuda para combatir incendios. Planifique su trabajo y mantenga todo en orden, teniendo presente que se trata de la seguridad y la calidad del servicio.
Precauciones Adicionales
ADVERTENCIA
� Con objeto de proteger el equipo de comunicación y adquisición en la estación remota contra los daños que pueden provocar: las descargas atmosféricas, las sobre tensiones de la línea de alimentación o cuando el aparato no se haya usado por un período prolongado; desconecte el cordón de alimentación del tomacorriente de la energía eléctrica (CA).
� Para desconectar el cordón, tómelo del conector para retirarlo. Nunca tire el cordón. Además, no pise el cordón, no coloque objetos sobre él, no lo aplasté.
� Coloque la estructura del banco de que contiene todos los sensores y actuadores, fijo sobre el suelo y a una distancia de mínimo 1 Km de distancia, ya que los compuestos utilizados en el proceso son altamente explosivos.
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9. - Procedimiento de reporte de fallas.
Reporte de fallas y solicitud de soporte técnico Si el equipo está fallando
� Asegure que la estación remota se encuentra sin interferencias al receptor del la estación de operación, que ningún objeto físico obstruye la línea de vista entre las dos.
� Asegúrese que está instalado el sistema de protección de alto voltaje y de variaciones de energía eléctrica.
� Evite conectar otro tipo de aparatos eléctricos que afecten la operación del equipo de adquisición y transmisión de datos.
� Asegure que las conexiones a la red de computadoras se encuentran realizadas correctamente.
Si no se logra el enlace de comunicaciones entre la estación de operación y la estación remota.
� Verifique que las conexiones están correctamente instaladas. � Verifique que el equipo se encuentra conectado correctamente
a la energía eléctrica � Verifique que el equipo se encuentra encendido
De continuar sin lograrse el establecimiento del enlace de
comunicaciones � Verifique que la red informática se encuentra instalada
correctamente. � Verifique que la red informática cuente con los programas
lógicos de red.
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Anexo E. Datasheet Tarjeta USB-1208FS,
Figura 55. Imagen Tarjeta USB-1208FS de la Measurement Computing.
• 8 entradas análogas (12 bits, 10KS/s) • 2 salidas análogas (12 bits a 150 S/s), 12 E/S digitales, contador de 32 bits • Fuente externa, Un terminal SYNC para sincronización externa y de multiunidad, terminal de calibración. • 16 I/O conexiones digitales • 1 conexión PC+5V • 8 conexiones GND
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Tabla 12. Especificaciones tarjeta USB-1208FS,
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Tabla 13. Configuración 4 canales en modo diferencial
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Tabla 14. Configuración 8 canales.
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Anexo F. Protocolo de pruebas Dadas las condiciones actuales del banco de pruebas para propelentes líquidos, en donde el ensamble de todos los sensores no se ha completado por diferentes razones. Se ha decidido realizar un protocolo de pruebas, en el cual se simula con una fuente de voltaje algunas de las señales de los sensores que ingresan a la tarjeta de adquisición de datos, para el posterior manejo de las mismas. Dicho manejo consiste en monitoreo de las variables, registro de alarmas, análisis de tendencias de las variables, inicio de la prueba y configuración de la tarjeta de adquisición de datos. Las señales que se han decidido simular son: la temperatura en la tobera, y la presión en el tanque de Oxigeno Liquido. Para lograr una simulación lo más cercana a la realidad, se toman las señales de voltaje correspondientes a cada variable (Temperatura y Presión), y se transforman a la variables de ingeniería (ºC y PSI) respectivamente. Esto teniendo en cuenta las ecuaciones que describen el comportamiento de cada sensor respecto de su salida en voltaje. Antes de iniciar la prueba se debe verificar que en el ordenador al cual se conecta la tarjeta de adquisición de datos USB – 1208fs, se halla instalado el siguiente programa: MEASUREMENT COMPUTING, programa que está incluido en el paquete de la DAQ. Posteriormente de su instalación, se debe hacer el siguiente paso: Click inicio\ Click todos los programas\Measurement Computing\InstaCal. Este procedimiento se hace con el fin de corroborar cual es el numero de la Board que corresponde a la tarjeta de adquisición de datos que se va a utilizar en este caso: la USB – 1208fs. Una vez se ingrese en el InstaCal debe aparecer una ventana de la siguiente manera:
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Figura 56. Pantalla del InstaCal.
En este caso la DAQ, se identifica con el número de Board # 1, como lo indica el rectángulo rojo. Así mismo se debe seleccionar en el programa de Visual Basic. 1.1 CONFIGURACION DE LA DAQ
En la pantalla No.1 de Monitoreo y Mando, antes de iniciar con la prueba se debe configurar los parámetros de la DAQ. Para ello se debe indicar diferentes ítems, entre ellos Selección de la Board, Selección del Canal y Selección del Rango de Voltaje. Es en este punto donde se indica en el número de la Board, el mismo que aparece en la ventana del InstaCal. El rango de voltaje depende de las entradas, para el caso del banco de pruebas, todas las salidas de los sensores están en el rango de los 5 VDC.
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Figura 57. Pantalla de Monitoreo y Mando, en la cual se configura los parámetros de la DAQ.
1.2 INICIO DE LA PRUEBA
Después de configurar los parámetros de la DAQ, todo está listo para iniciar el procesos de monitoreo y manto, para ello el usuario debe hacer click en el botón de Inicio. De igual manera, para terminar con el procesos se hace en el mismo espacio de la Estación de Operación click en el botón de Salir.
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1.3 COMANDO VER ALARMAS EN PANTALLA # 1.
Figura 58 . Indicador del estado de las alarmas en la Pantalla #1.
Cuando en la pantalla de Monitoreo y Mando, el indicador del Estado de las Alarmas cambia a un estado salido, quiere decir que en el proceso ha ocurrido una alarma. Dentro de las alarmas se encuentran que la temperatura en la tobera no sobrepase los 1700ºC, que en el tanque de Oxigeno Liquido la presión no sea mayor de 525 psi y que en el tanque de RP-1 la presión no sea mayor de 485 psi. 1.4 COMANDO DE ATENCION DE LAS ALARMAS PANTALLA # 2.
Una vez el usuario hace Click en el botón de Ver Alarmas, se abre la Pantalla No.2 de Avisos y Alarmas. Una vez en esta pantalla, el usuario puede ver exactamente en donde se ha producido la alarma, adicionalmente se indica la hora y fecha de dicho acontecimiento. Después de resuelto el problema, el usuario de hacer Click en el botón Alarma Atendida, la cual cambia el estado de la alarma y reanuda la prueba. Así mismo, los indicadores de las alarmas, cambiaran hasta el momento en que nuevamente ocurra otra alarma.
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Figura 59 . Pantalla de las Alarmas, antes de atenderla.
Figura 60 . Pantalla de las Alarmas, después de atenderla.
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1.5 ACCESO A LOS HISTORICOS DE LAS ALARMAS
En la prueba cada vez que ocurra una alarma, esta se almacena en un archivo plano que se guarda en el ordenador para futuros análisis estadísticos y control de los variables. Este archivo histórico almacena día, mes, año, hora, minuto, y mensaje de cada alarma que ocurre durante la prueba. Figura 61 . Archivo plano de históricos de las alarmas.
1.6 ACCESO A LA GRAFICA DE TENDENCIA
En cualquier momento de la prueba el usuario puede acceder a la ventana de Grafica de Tendencias, para observar mediante una grafica en 2D, el comportamiento de las variables.
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Figura 62. Pantalla de Grafica de las Tendencias.
![Resultados pruebas Planta Piloto de Captura de CO 2 … · Rich H2 gas LP steam Y 40 % 60 % LP steam to reboiler ... factor de operación [5]: ... GENERADOR DE VAPOR La conversión](https://img.pdfslide.us/doc/110x75/5bb0773209d3f2057e8bb808/resultados-pruebas-planta-piloto-de-captura-de-co-2-rich-h2-gas-lp-steam-y-40.jpg)
