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TEMA 6: MANUALES DE USUARIO

6. MANUALES DE USUARIO

Este capítulo está dedicado a aquellos usuarios que no estén familiarizados con el manejo de LabView y para los que deseen realizar la instalación o utilización de los dispositivos de comunicación descritos en este proyecto.

En primer lugar aparece el manual de usuario del programa de control de la

pila y reformador en entorno LabView. Posteriormente se exponen los manuales de instalación y uso tanto de los módulos de lectura como de los PIDs.

6.1. Manual de usuario del programa de LabView

En el manual que de describe a continuación se proporciona una guía completa para la instalación y el uso del programa, donde se incluyen ejemplos de navegación por las pantallas del mismo.

6.1.1. Instalación del programa

El programa está diseñado en LabVIEW 6.1, por lo que se recomienda dicho soporte para ser utilizado. Es necesario disponer de una carpeta llamada “inta”, en la dirección del ordenador “C:\”, y con la estructura que sigue:

C:\ inta \ historico \ config planta \ config ensayo \ config sensores \ alarmas \ nivel de alarmas \ reformador Es en esta carpeta donde se guardan las configuraciones y los resultados

de los ensayos. El uso de la memoria se explica en apartados siguientes. Por lo demás, el programa se proporciona en una carpeta llamada “Programa LabVIEW”, y para ponerlo en funcionamiento será suficiente con seleccionar el fichero llamado “Ejecutable” del interior de dicha carpeta.

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6.1.2. Estructura de la interfaz gráfica

El programa se comunica con el usuario a través de la pantalla del ordenador, y al revés, a través del teclado y el ratón. Cuando el programa es lanzado, se dan a elegir al usuario posibles configuraciones de ensayo, pila de combustible y niveles de alarma. Como se irá viendo en los apartados correspondientes, algunas pantallas permiten grabar en memoria estas diferentes configuraciones para luego ser recuperadas posteriormente. Tras esta etapa inicial, el programa internamente ejecuta todas las tareas previas de configuración necesarias, y entra en modo de espera. El usuario puede entonces ver una pantalla organizada a modo de pestañas, con una estructura como la que se describe a continuación:

Inicialmente el programa se encuentra en la pestaña “SISTEMA”, que

ofrece un esquema de los componentes del banco de ensayos y dos indicadores que dan el estado de la pila de combustible y del reformador (ver Figura 32). En el apartado dedicado a cada uno de ellos se hablará de los estados posibles de ambos.

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Figura 32. Vista de la pestaña SISTEMA

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6.1.3. Operación de la pila de combustible

Entrando en la pestaña correspondiente a la pila de combustible aparecen todas las opciones posibles. Se irá describiendo cada “sub-pestaña” y sus utilidades.

Principal

Es simplemente una pantalla a modo de presentación que ofrece una

imagen de la pila de combustible instalada en el banco de ensayos (ver figura 50):

Figura 33. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->PRINCIPAL

Configuración

Pantalla dividida en tres secciones: datos del stack (o de la pila de combustible), datos del ensayo y configuración de sensores (ver figura 34).

- Datos del stack: comprende alguna de las características de la pila de combustible. Todos los campos son meramente informativos, y se pueden grabar pulsando en el botón habilitado a tales efectos. Cuando esto se hace, aparece un cuadro de diálogo mostrando el contenido del fichero C:\inta\historico\config planta, pudiéndose elegir entonces el nombre de la nueva configuración, al que se le dará formato .xls, para poder ser visualizado en aplicaciones “Excel” (ver figura 52).

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Figura 34. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->CONFIGURACIÓN

Figura 35. Archivo Excel creado para Datos del Stack

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- Datos del ensayo: Incluye los distintos modos de ensayo. Todos los campos son informativos a excepción del tiempo de escaneo, que define la frecuencia con la que se quieren recibir los datos del ensayo; y del modo de operación (con sus respectivos tiempos), condiciona el funcionamiento de la válvula de hidrógeno de salida. Señalar que las tarjetas de adquisición se configuran al cargar el programa (con lo que el tiempo de escaneo durante la primera etapa de espera estará en función de la configuración de ensayo cargada), y cada vez que se inicia un nuevo ensayo. Se puede grabar en memoria, apareciendo un cuadro de diálogo mostrando el contenido de C:\inta\historico\config ensayo e invitando a introducir un nombre al que se e incluirá el formato .xls. Se grabará en la forma que se ve en la figura 36.

Figura 36. Archivo Excel creado para Datos del Ensayo

- Configuración sensores: Para adaptar las medidas de los sensores, el valor que éstos dan en voltios es necesario multiplicarlo por un coeficiente (coef1) y sumarles otro (coef2). Dichos coeficientes son los que se encuentran en una matriz de configuración de sensores. Cuando se modifica alguno de estos valores se puede optar a grabarlo, de manera que la próxima vez que se ejecute el programa aparecerá esta última configuración cargada. Esta vez no se da a elegir al usuario la dirección y el nombre a grabar la matriz, sino que se hace automáticamente en C:\inta\historico\config sensores\cofig2904.xls (ver figura 37).

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Figura 37. Archivo Excel creado para Configuración de los Sensores

Es importante señalar que sólo se pueden grabar configuraciones cuando la pila no está ensayándose, esto es, en los períodos de espera. En el apartado que sigue se discute acerca de los estados posibles de la pila y de cómo modificarlos.

Banco de Ensayo Es la pantalla principal de las correspondientes a la pila de combustible.

Desde aquí se controla el estado de la pila y se pueden visualizar la mayoría de las medidas de los sensores. Los dos estados posibles de la pila son “en espera” y “en ensayo”. En las tablas 13 y 14 se presenta un listado de los controladores disponibles en esta pantalla así como su funcionalidad dependiendo del estado en que se encuentre la pila, además de las medidas que aparecen en los indicadores. La figura 38 es un ejemplo de visualización de la pantalla durante la espera, siendo la figura 39 un ejemplo de visualización durante un ensayo.

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Tabla 13. Controladores en PILA DE COMBUSTIBLE->BANCO DE ENSAYO

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Tabla 14. Indicadores en PILA DE COMBUSTIBLE->BANCO DE ENSAYO

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Figura 38. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->BANCO DE ENSAYO, en espera

Figura 39. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->BANCO DE ENSAYO, en ensayo

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Además, todos los datos medidos durante un ensayo se guardan en memoria. En efecto, cada vez que se inicia el programa, se crea un fichero en C:\inta\historico, de nombre “día”“mes”“últimas dos cifras del año” “hora”.xls. Cada tanda de datos de los ensayos se va entonces grabando en dicho fichero. La estructura de la hoja de Excel se puede ver en la Figura 40.

Figura 40. Archivo Excel creado para las mediciones del ensayo

Indicadores Es una pantalla en la que muestra la mayoría de los indicadores de “PILA

DE COMBUSTIBLE BANCO DE ENSAYOS”, pero en otro formato más visual (ver figura 41).

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Figura 41. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->INDICADORES

Voltaje de celdas

Como la anterior, es también una pantalla de indicadores. Aquí, se muestra un gráfico de barras con la tensión individual de cada una de las celdas, junto con un indicador numérico para mayor precisión (ver figura 42). También dos líneas horizontales en el gráfico de barras muestran los niveles admisibles de tensión, entrándose en situación de alarma cuando en algún momento son rebasados por una celda. Estos niveles de tensión, como otros, son modificables en la pestaña “PILA DE COMBUSTIBLE NIVELES DE ALARMA”.

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Figura 42. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->VOLTAJE DE CELDAS

Gráficas

Pantalla que muestra tres gráficas diferentes, junto con un controlador que marca el tiempo de refresco de pantalla (ver figura 43). Este parámetro define el tiempo al que se actualizan los gráficos. Para no gastar recursos del sistema innecesariamente, debe elegirse siempre mayor que el tiempo de muestreo y además, para permitir una optimización de estos tiempos de muestreo, es preferible un tiempo de refresco de pantalla de 1 segundo o más. Las gráficas, por otro lado, se activarán únicamente durante los períodos de ensayo, estando entonces paradas en los tiempos de espera. La de la esquina superior izquierda muestra a la vez todas las variables de la leyenda adjunta a la gráfica. La gráfica de la derecha muestra las mismas variables, pero sólo cuando se seleccionen en el conjunto de controladores que tiene a su lado. Por último, la gráfica de la esquina inferior derecha es un gráfico XY que representa tensión de la pila frente a intensidad, lo que da una idea de la forma de la curva característica de la pila de combustible.

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Figura 43. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->GRÁFICAS

Información Pantalla que se subdivide a su vez en otras pestañas, las cuales ofrecen

una descripción de la pila de combustible, las instalaciones de gases y eléctrica, el circuito de agua de refrigeración y la adquisición de datos y control (ver figura 44).

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Figura 44. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->INFORMACIÓN

Histórico/Alarmas Pantalla que ofrece un listado de las últimas alarmas y eventos producidos

(ver figura 45). Cuando acontece una alarma, se graba en memoria la hora y el tipo de alarma que se produjo, en el fichero C:\inta\historico\alarmas\alarm.xls (ver figura 46). Además, se visualiza un cuadro de diálogo con esta misma información, para ser aceptado por el usuario. Los niveles de alarma se pueden cambiar en la pestaña “PILA DE COMBUSTIBLE NIVELES DE ALARMA”. Los avisos que se dan son los que siguen:

- Evento de Conexión del Ventilador - Evento de Inicio de Operación - Evento de Conexión de Carga Electrónica - Evento de Fin de Operación - Alarma Nivel Inferior del Depósito de Agua de Refrigeración. - Alarma de Nivel Superior del Depósito de Agua de Refrigeración. - Alarma Nivel Bajo de Humidificadores de Aire o Hidrógeno.

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- Alarma de detección de Hidrógeno en la sala del banco de ensayo. - Alarma de Temperatura de Operación mayor de 60ºC. - Alarma de Temperatura de Operación mayor de 80ºC. - Alarma de Tensión fuera del Rango Admisible. - Alarma de Presión de Hidrógeno de Entrada excesiva. - Alarma de Presión de Oxígeno/Aire de Entrada Excesiva. - Alarma de Diferencia de Presiones a la Entrada Excesivas.

Cuando alguna alarma ocurre, el programa tome en parte el control y

algunos de los controladores de la pestaña “PILA DE COMBUSTIBLE BANCO DE ENSAYO” pasan a control automático. En concreto, las medidas que se adopta son las que siguen, en función del tipo de alarma:

- Alarma de Tensión: Se desconecta la Carga Electrónica. - Alarma de presiones: Se para el Ensayo, volviendo a la etapa del

programa de Espera, en la que se inertiza la pila. - Alarma de Temperatura de operación mayor de 60ºC: Se activa el

ventilador. - Alarma de Temperatura de Operación mayor de 80ºC: Se desconecta la

Carga Electrónica. - Alarma de Nivel Inferior del Depósito de Agua de Refrigeración: Se

desconecta la Carga Electrónica, se cierran las Válvulas de H2/O2 y se abre la Válvula de Nitrógeno de Entrada.

- Alarma de Nivel Superior del Depósito de Agua de Refrigeración: Se

activa una señal acústica de aviso. - Alarma Nivel Bajo de Humidificadores de Aire o Hidrógeno: Se activa

señal acústica de aviso. - Alarma de detección de Hidrógeno en la sala del banco de ensayo: Se

desconecta la Carga Electrónica.

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Figura 45. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->HISTÓRICO/ALARMAS

Figura 46. Archivo Excel creado para el histórico

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Niveles de alarma

Pantalla desde la que se pueden configurar los niveles de las alarmas. Además, se puede guardar la configuración en memoria, pulsando el botón “Guardar” (ver figura 47). Aparece entonces un cuadro de diálogo mostrando el contenido de C:\inta\historico\nivel de alarmas para que el usuario le dé nombre y dirección a la nueva configuración, que se guardará con extensión .xls (ver figura 48).

Figura 47. Vista de la pestaña PILA DE COMBUSTIBLE->NIVELES DE ALARMA

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Figura 48. Archivo Excel creado para los niveles de alarma

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6.1.4. Operación del reformador

Como se vio en el segundo apartado, el reformador tiene su propia pestaña para ser operado. Antes de nada es importante decir que el reformador, mientras está encendido, está enviando cada cierto tiempo al programa el listado de todas las variables medidas por los sensores en el reformador. Este tiempo se llama tiempo de muestreo de datos y puede ser modificado durante la ejecución del ensayo. A continuación se definen las posibilidades que existen a la hora de operar con el reformador:

Envío de órdenes La comunicación con el reformador es posible a través de esta pantalla.

Desde aquí se puede realizar cualquier operación permitida sobre el reformador, así como la visualización del estado de ocupación del puerto serie, siendo posible la modificación de los parámetros de envío.

En esta pantalla hay que distinguir los tiempos que aparecen. Uno es el

tiempo de espera máxima de contestación. Este tiempo es un timeout, es decir, si pasado este tiempo no ha habido respuesta del reformador tras enviarle alguna petición, entonces se aborta dicha petición y se anota en el histórico como un error de comunicación. Por defecto, este tiempo es de 1 segundo. Por otro lado aparece el tiempo de escaneo de comunicación. Este tiempo es el que se tiene para realizar una secuencia de comunicación completa, es decir, es, como máximo el que hay para recibir el listado de las variables del reformador mas el tiempo que se tarda en realizar una petición y que éste responda. Este tiempo, por defecto, es de 2 segundos. Otro tiempo es el tiempo de muestreo de los datos, que indica cada cuánto tiempo se desea recibir la información de los sensores instalados en el reformador. Se aconseja, por motivos de utilización del puerto serie que los tiempos mencionados cumplan las siguientes restricciones:

Tmuestreo datos = tespera contestación

tescaneo comunicación ≥ 2 x tespera contestación

Una vez elegidos los parámetros de envío por el puerto serie, para realizar un envío basta con pulsar el botón “ENVIAR”, siempre y cuando no esté el puerto ocupado. El estado del reformador se refleja en un campo habilitado para ello.

En la Figura 49 se puede apreciar lo comentado:

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Figura 49. Vista de la pestaña REFORMADOR -> ENVÍO DE ÓRDENES

Recepción de datos

En esta se pueden todas las variables que están siendo medidas en el

reformador. El modo de visualización es por pestañas, es decir, hay una pestaña por cada subconjunto de variables, agrupadas por su situación en la instalación del reformador. El listado completo se puede ver en la Tabla 12, y su visualización en la pantalla del programa se puede apreciar en la Figura 50, en la que, a modo de ejemplo sólo se muestra la pantalla de ALIMENTACIÓN. Para acceder a los demás subconjuntos basta con hacer pulsar en la pestaña que corresponda.

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Figura 50. Vista de la pestaña REFORMADOR->RECEPCIÓN DE DATOS->ALIMENTACIÓN

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Gráficas En la pestaña de las gráficas se representan las variables recibidas en el

listado. En esta versión del programa sólo se están representando dos de ellas, pero en versiones futuras se ampliará para poder observarlas todas. En la pantalla aparecen dos gráficas, una para la representación de todas las variables, y otra en la que aparecen sólo las seleccionadas mediante los mandos de la parte superior derecha.

En esta pantalla es posible modificar el tiempo de refresco de las gráficas,

es decir, cada cuanto tiempo se quieren que se estén recibiendo las variables del reformador. A la hora de seleccionar este tiempo, es preciso tener en cuenta las restricciones expuestas en la parte antes comentada de “envío de órdenes”, puesto que se aconseja que sea mayor que el de muestreo de datos.

La Figura siguiente muestra esta pantalla:

Figura 51. Vista de la pestaña REFORMADOR -> GRÁFICAS

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Histórico

Pantalla que informa sobre los últimos eventos producidos relacionados con el reformador: informa de errores de construcción del mensaje de envío, de la hora y el tipo de mensaje enviados y de los resultados de dicho envío (ver figura 52). Además, todos estos eventos se van grabando en memoria, en el fichero C:\inta\historico\hist reformador, en formato .xls. La estructura de la hoja de Excel del histórico se muestra en la figura 53.

Figura 52. Vista de la pestaña REFORMADOR -> HISTÓRICO

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Figura 53. Archivo Excel creado para el histórico del reformador

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6.2. Manual de usuario de los módulos I-7017

En este manual se describe el procedimiento para la instalación y el mantenimiento de los módulos de lectura de voltaje I-7017 de ICP-DAS.

6.2.1. Descripción del dispositivo y conexiones

En primer lugar para operar con el dispositivo hace alimentarlo con 10 V de corriente continua. Para ello se conecta el positivo a la borna (R)+Vs y el negativo a la borna (B)GND (ver Figura 54). Cuando el dispositivo está suficientemente alimentado, se encenderá un LED de color verde en el centro del mismo. Al hablar de encender o apagar el módulo se querrá decir conectar o desconectar la alimentación del mismo.

Figura 54. Dibujo de las conexiones del I-7017

Para la medida, el dispositivo permite hasta 8 entradas de tensión

analógicas. Cada entrada está dotada de dos bornes, uno positivo (Vin +) y otro negativo (Vin -). El valor que mide el dispositivo es la diferencia de tensión entre estos dos bornes (ver Figura 54).

Este modo de medida de tensión se realiza siempre así para 6 primeros

canales (del 0 al 5). Para los canales 6 y 7 existen dos modos de medida, uno es el descrito para los 6 canales anteriores, llamado “modo diferencial”, y otro es midiendo la tensión positiva en los bornes Vin 6+ y Vin 7+, la tensión negativa, común para los dos, en Vin 6-, y dejando libre el borne Vin 7-, llamado

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“modo común o modo INIT”. Para poder seleccionar entre un modo u otro se utiliza un jumper (JP1) situado en el interior del dispositivo. Según la posición del jumper, se está adoptando una configuración u otra.

Los dos modos de medida y la posición de los jumpers se esquematizan en

las Figuras 55 y 56.

Figura 55. Jumper situado en modo diferencial

Figura 56. Jumper situado en modo INIT

El motivo por el cual existe el modo INIT, en el que se deja libre la borna

Vin 7-, es que con esta configuración es posible restablecer la configuración por defecto del dispositivo, que corresponde a dirección = 01, velocidad = 9600 bps y checksum deshabilitado. Los pasos a seguir para esta reinicialización son los siguientes:

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1. Apagar el módulo 2. Abrir la tapa del módulo y conectar el jumper JP1 en posición INIT 3. Cerrar la tapa 4. Conectar el borne INIT/Vin 7+ al borne (B)GND (Figura 57) 5. Encender el módulo

Figura 57. Conexión para modo INIT

Por último, los módulos van conectados entre sí a través de una red RS-

485, por lo que es necesario conectar al PC un convertidor de RS-232 a RS-485 del tipo I-7520. Para conectar el módulo a la red, se utilizan los bornes (Y)DATA + y (G)DATA-. A cada borne debe llegar el cable correspondiente de acuerdo con la conexión en la red, es decir, todos los positivos de la red RS-485 deben tener la misma toma, al igual que los negativos (ver Figura 58).

Figura 58. Conexiones en red de módulos I-7017

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6.2.2. Configuración de los parámetros

Previo a la inclusión de los dispositivos en la instalación de la pila, son necesarios unos cuantos ajustes, como la asignación de una dirección para cada módulo o el rango de tensión con el que van a trabajar. Para modificar estas y otras características se recomienda la utilización del programa para Windows: DCON Utility. Este programa establece una comunicación con los dispositivos conectados por el puerto serie que pertenezcan a la serie I-7000 de ICP-DAS, como son en nuestro caso los I-7017. A través del programa se pueden modificar de forma gráfica y muy sencilla todos los parámetros de los módulos. Esta tarea también se puede hacer a través de los drivers programados para su funcionamiento en la instalación de la pila, pero esto es más complejo y requiere conocimientos de LabView, por ello se facilita el uso de esta aplicación.

Tras ejecutar el programa DCON Utility se puede ver la pantalla principal

como la que aparece en la Figura 59:

Figura 59. Pantalla inicial DCON Utility

Se puede observar que en el centro de la pantalla no aparece nada, debido a que por ahora ningún dispositivo se ha conectado a la red.

Para detectar los dispositivos, en primer lugar éstos deben estar

conectados al puerto serie a través de la RS-485, como se indicó anteriormente. A continuación se debe pulsar el botón de comienzo de escaneo, que aparece en la parte superior como una flecha amarilla de “play”. Una vez pulsada, comienza a buscar todos los dispositivos que se encuentren

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conectados. Si se detecta alguno, éste aparece indicado en el centro de la pantalla con su nombre, dirección, velocidad y demás características (ver Figura 60). Una vez detectados los dispositivos que se han conectado, pulsar el botón de parada (cuadrado amarillo junto al de comienzo), para que deje de buscar más dispositivos. En la figura, el campo “Searching Status” indica el estado de la búsqueda (ésta se hace buscando en todos los puertos existentes y para todas las velocidades y direcciones), de ahí que sea importante finalizar la búsqueda una vez detectado lo que se busca.

Figura 60. Detección de dispositivo en la red

Como se observa en la Figura 60 se ha detectado en ese caso un

dispositivo I-7017 que tiene la siguiente configuración: dirección = 01, velocidad= 9600 bps, checksum deshabilitado (esta característica no es del interés para nuestra aplicación) y un rango de medida de ± 10 V. Una vez detectado ya es posible trabajar con el dispositivo.

Para agilizar la búsqueda existe una ventana (ver Figura 61) donde se

puede restringir el método de búsqueda, es decir, si se está seguro del puerto donde se encuentran los dispositivos, o la velocidad, o algunas de sus características, se puede obligar al programa a buscar dispositivos con esas propiedades. Para entrar en esa ventana basta con pulsar COM Port, que aparece en el menú de la parte superior. El campo “Time out Setting” indica el tiempo límite para la búsqueda del dispositivo con una configuración específica, es decir, si no encuentra el dispositivo de esas características en ese tiempo, pasa a buscar al siguiente. Mientras más pequeño sea este tiempo, más rápida es la búsqueda, pero más alto es el riesgo de que no le dé tiempo a detectarlo. Una vez fijadas las restricciones, pulsar OK y comenzar una nueva búsqueda.

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Figura 61. Ventana para restricción del método de búsqueda

Una vez detectados los módulos, para ver o modificar sus características,

se puede acceder a una nueva ventana (ver Figura 62) donde aparecen todas las características que pueden ser modificadas. Para entrar ahí es necesario hacer doble click sobre el módulo con el que se desee trabajar.

Figura 62. Ventana de configuración de los módulos

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Como se ve en la Figura 62, en la parte de la izquierda se encuentran todas las características modificables. Para fijar los cambios que se realicen pulsar sobre el botón “Setting”, que aparece abajo. En la parte de la derecha se da información sobre lo que en ese momento están midiendo los canales, dando además la opción se habilitarlos o deshabilitarlos.

Es importante aclarar que cuando se cambien o la velocidad de transmisión

(Baudrate) o el checksum, el dispositivo debe estar en el modo INIT, explicado al principio del apartado (Figura 57).

A través de la pantalla principal (Figura 60), también es posible acceder al

dispositivo mediante una ventana de comandos, en la que es posible comunicarse directamente con éste escribiendo mensajes basados en el protocolo DCON. Para acceder a esta ventana (Figura 63), pulsar “Terminal” en uno de los menús que aparecen en la parte superior de la pantalla principal. Desde este terminal se pueden realizar operaciones con el dispositivo que no están representadas en la interfaz gráfica del programa DCON Utility. Si se desea más información sobre estas operaciones se remite al lector al manual adjunto a los módulos: I-7000 Series User’s Manual.

Figura 63. Terminal para envío de mensajes

En el terminal, en el campo “Command” se escriben los mensajes que se

quieran enviar, recibiendo a respuesta en el campo “Response”. La parte de abajo es como un histórico de las operaciones realizadas. También es posible enviar mensajes memorizados, señalándolos en la parte superior derecha, y pulsando a continuación el botón “Go”.

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6.2.3. Asignación de direcciones

Para la correcta introducción de los módulos en la red RS-485, cada uno debe tener una dirección que lo distinga de los demás módulos. En efecto, a la hora de comunicarse con un dispositivo, la única manera de conectar con uno es llamando a la dirección del mismo. Por tanto, es necesario asignar una dirección distinta a cada módulo. Para ello, se utiliza la aplicación DCON Utility, detectando cada módulo y modificando su dirección.

Un problema que se plantea a la hora de detectar varios módulos, es que

éstos tienen por defecto asignada la dirección 01, por lo que si se conectan varios módulos “nuevos” a la red y se intentan detectar sólo aparecerá uno de ellos como si fuera el único que tuviese la dirección 01, quedándose los demás “invisibles” al programa. Para solucionar esto se recurre a lo siguiente:

1. Conectar sólo un módulo y comenzar el proceso de detección. En

la ventana aparecerá dicho módulo con dirección 01. 2. Asignar al módulo detectado la dirección 02 mediante la ventana

de configuración (Figura 62). 3. Conectar el siguiente módulo, sin desconectar el/los anterior/es. 4. Volver a iniciar el proceso de detección. En la ventana aparecerán

ahora más módulos: el último módulo detectado con dirección 01, y el/los módulo/s anterior/es.

5. Asignar al nuevo módulo la dirección 03 mediante la ventana de configuración.

6. Repetir desde el paso 3 tantas veces como módulos a insertar en la red.

Mediante este procedimiento se asegura que no haya a la vez dos o más

módulos con la misma dirección.

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6.2.4. Calibración de los canales

Puede ser que los módulos, al venir de fábrica, no vengan calibrados adecuadamente, es decir, pueden que lean tensiones superiores o inferiores a las que realmente están midiendo. Por ello es necesaria una calibración previa a su instalación. El procedimiento que se describe a continuación se deberá hacer para todos los módulos de los que se dispone. Para un módulo cualquiera, el proceso de calibración es el siguiente:

PASO 1: Encender el dispositivo durante 30 minutos PASO 2: Ejecutar el programa DCON y detectar el dispositivo PASO 3: Elegir, a través de la ventana de configuración (Figura 62), el rango de medida que se va a utilizar (campo “Input Range”) PASO 4: Habilitar calibración. Para ello, desde el Terminal (Figura 63), escribir y enviar el mensaje siguiente ~AAE1 , donde AA es la dirección que tenga el módulo que corresponda (por ejemplo, si el módulo es el 06, mandar ~06E1) PASO 5: Aplicar 0 V en el canal 0 (mantener así hasta el PASO 7). PASO 6: Desde el Terminal, enviar el mensaje $AA1 , donde AA es la dirección del módulo. PASO 7: Aplicar en el canal 0 una tensión de valor el máximo del rango elegido en el PASO 3 (si el rango fue de ±10 V, aplicar +10 V). Mantener así hasta el PASO 9. PASO 8: Desde el Terminal, enviar el mensaje $AA0 , donde AA es la dirección del módulo. PASO 9: Repetir los PASOS 4 al 8 dos veces más y finalizar.

Una vez calibrados todos los módulos y configurados adecuadamente, ya pueden ser instalados en el cuadro, donde realizarán sus tareas de medida.

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6.3. Manual de usuario de los PIDs Series 96

Este manual describe los procedimientos a llevar a cabo para configurar y gestionar el PID desde un PC, así como una guía para la instalación del dispositivo en un proceso.

6.3.1. Descripción del dispositivo y conexiones

En primer lugar, el PID requiere una alimentación de 100 a 240V~(ac), por lo que se puede conectar a la red de baja tensión. En la parte posterior del dispositivo se encuentran todos los bornes numerados para el cableado de éste. En el caso de la alimentación, se debe conectar como indica la Figura 64:

Figura 64. Cableado de alimentación

El PID utilizado, en concreto, posee canal de 1 entrada y 4 de salida. Según el modelo, estas salidas están configuradas para ser conectadas a un cierto tipo de elementos o dispositivos. En el caso del PID 96A0 CFDU 00RG, que es del que se dispone, la configuración para entradas/salidas es la siguiente:

Salida 1 Corriente continua conmutada Salida 2 Proceso (mA o V) Salida 3 Relé electromecánico (AC) Salida 4 Comunicaciones vía RS-485

Esto quiere decir que a esas salidas sólo se les puede conectar los

elementos indicados. El esquema de estas conexiones a la bornera posterior viene indicado en

las figuras siguientes:

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Figura 65. Conexión a un Relé (DC) (Salida 1)

Figura 66. Conexión a un proceso (señal en V) (Salida 2)

Figura 67. Conexión a un proceso (señal en mA) (Salida 2)

Figura 68. Conexión a un relé electromecánico (AC) (Salida 3)

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Figura 69. Conexión a la red RS-485 (Salida 4)

En cuanto a la entrada, hay que tener mucho cuidado porque el PID admite varios tipos de elementos a la entrada, que son:

1. Termopar 2. Sensor de resistencia RTD (100Ω) de platino (PT 100) 3. Señal de proceso (mA o Vdc)

Antes de conectar cualquiera de estos sensores al PID es necesario

configurarlo de manera que su entrada esté “preparada” para el tipo de sensor a conectar. Por tanto, si en algún momento se realiza el cambio de tipo de sensor, es necesario reconfigurar la entrada del PID. Esta configuración se puede realizar a través del PC, cuestión que se explica más adelante.

Es esquema de conexión, para cada caso, se precisa en las siguientes

Figuras:

Figura 70. Conexión de entrada Termopar

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Figura 71. Conexión de entrada RTD

Figura 72. Conexión de entrada señal de proceso

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6.3.2. Configuración

Existen dos maneras de poder realizar cambios en la configuración del dispositivo. Una manera es a través de las teclas y la pantalla propias al PID (ver Figura 72) y otra es desde el PC, mediante la comunicación con el dispositivo a través de la red RS-485. Todos los parámetros del PID pueden ser vistos/modificados utilizando las teclas de éste, pero se aconseja, por comodidad, realizarlo desde el PC (aunque existen algunos parámetros que sólo son modificables mediante la botonera). Para obtener información sobre la utilización de los botones y los menús de navegación del PID se remite al lector a la lectura del manual: Series 96 User’s Manual.

Figura 73. Botonera del PID

Para poder realizar la comunicación con el PID es necesario tener acceso a

los registros de éste. Cada parámetro del PID se encuentra en un registro, por lo que para ver ese parámetro habría que leer el contenido del registro donde está almacenado. Para este fin se ha implementado una sencilla aplicación en la que es posible de manera muy simple visualizar el contenido de los registros que se deseen así como modificarlos cuando sea conveniente. Esta aplicación está programada en LabView y está compuesta por unos drivers que hacen posible la comunicación entre el PC y el PID mediante el uso del protozoo ModBus RTU.

Estos drivers se encuentran en la carpeta donde están los vis de la pila.

Para ejecutar la aplicación basta con hacer doble click sobre el archivo “registros PID.vi”. Una vez abierto, aparecerá una pantalla de LabView como la de la Figura 74.

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Figura 74. Aplicación “registros PID.vi”

Para utilizar este programa, lo primero es habilitar el puntero en modo selección, ya que el puntero puede realizar varios tipos de tareas como colorear, escribir, etc… Para elegir el modo selección, pulsar la tabulación las veces que haga falta hasta que el puntero esté representado por una mano con el dedo índice señalando hacia arriba.

El funcionamiento es muy fácil. Si se quiere leer un registro, lo primero es

pulsar sobre el interruptor y colocarlo hacia arriba (se pondrá en color verde) en posición LEER. A continuación elegir el Nº de PID. Este número es la dirección que identifica a cada PID. Por último, señalar el número del registro que se desea consultar. Para ejecutarla aplicación, pulsar una vez sobre la flecha blanca que señala a la derecha; y que aparece en la parte superior izquierda, y entonces aparecerá el contenido del registro sobre el campo “VALOR LEÍDO”.

Si lo que se quiere es escribir en un registro, hay que señalar la opción

elegida mediante el interruptor (éste se pondrá rojo), y a continuación elegir el PID de destino (Nº PID), el registro a modificar, y por último el nuevo valor para ese registro (Valor a escribir). Cuando se haya hecho esto, se ejecuta pulsando de nuevo sobre la flecha blanca.

Los campos con el fondo gris que aparecen en la parte de abajo contienen

información relativa a los mensajes codificados mediante el protocolo RTU, información principalmente dirigida al programador, y no al usuario.

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En la tabla siguiente se enumera la lista de todos los registros del PID así

como su posición relativa en memoria (es el número que se necesita para acceder a ellos).

Tabla 15. Números de los registros del PID

Debido a la gran cantidad de registros que hay, no se va a explicar aquí la función que tiene cada registro ni los valores característicos de los mismos. Para ello, se vuelve a remitir al lector al Series 96 User’s Manual.

Sí se va a explicar sin embargo el uso del registro 600, encargado de

configurar la entrada para el tipo de sensor que se le vaya a conectar. Esto es importante por lo que se explicó en el primer apartado: SIEMPRE QUE SE CAMBIE EL TIPO DE SENSOR ES NECESARIO MODIFICAR ESTE REGISTRO. Por defecto, este registro viene configurado para una entrada de Termopar. A este tipo de entrada corresponde un valor de 0 en el registro. Los valores para los distintos sensores son:

VALOR TIPO DE ENTRADA 0 Termopar 1 RTD 2 Proceso

Tabla 16. Valores para el registro 600 (Tipo de sensor)

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La forma de cambiar de un valor a otro es la descrita anteriormente para

escribir en los registros mediante la aplicación “registros PID.vi”.

6.3.3. Asignación de direcciones Al igual que los dispositivos I-7017, los PIDs necesitan un identificador

propio para poder ser diferenciados unos de otros a la hora de establecer la comunicación desde el PC. Los PID vienen configurados por defecto con la dirección 01, por lo que hay que darles una dirección distinta a cada PID que vaya a trabajar dentro de la misma red RS-485. Un problema que existe es que no se puede cambiar la dirección de un PID a través del puerto de comunicaciones, sino que esto hay que hacerlo manualmente mediante la botonera. El uso de la botonera es algo complejo. Aquí se va a explicar cómo asignar una dirección utilizando los botones paso a paso:

En primer lugar se va a definir un nombre para cada tecla a utilizar:

Figura 75. Definición de la botonera

La opción para cambiar la dirección del PID está en el submenú “Address",

dentro del submenú de la salida 4 (Output 4) , que está en el menú “Setup”. La forma de llegar a ese submenú se describe a continuación:

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PASO 1: Pulsar teclas de arriba y abajo durante 6 segundos (ambas a la vez). Al hacer esto se entra en el menú “Setup”. Deberá aparecer en pantalla lo mismo que en la Figura 76.

Figura 76. Menú Setup

PASO 2: Pulsar varias veces la flecha hacia arriba hasta que aparezca en la parte de arriba el menú de la salida 4 (Output 4). En la pantalla debe aparecer lo siguiente:

Figura 77. Menú Setup Output 4

PASO 3: Pulsar la tecla de avance varias veces, hasta que se llegue al parámetro “Address" (ver Figura 78). Durante este proceso, los parámetros se van visualizando en la parte inferior de la pantalla, mientras que en la parte superior lo que se ve son los valores de cada parámetro. Se ve que el valor que tiene por defecto es un 1 (dirección 01).

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Figura 78. Menú Setup Output 4 Address PASO 4: Pulsar la flecha hacia arriba hasta llegar al nuevo valor requerido (en la Figura 79 se ha pulsado una vez para fijar la dirección 2).

Figura 79. Menú Setup Output 4 Address = 2

PASO 5: Para memorizar el nuevo valor, pulsar una vez la tecla de avance. PASO 6: Pulsar una vez la tecla de infinito para volver a la pantalla principal.

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