5.1. Experimentación en laboratorio

Transcripción

1 5. TRABAJO DE CAMPO Previo al montaje definitivo, se han hecho en el laboratorio varias pruebas con los dispositivos de comunicación a fin de comprobar su correcto funcionamiento, así como su compatibilidad a la hora de ser conectados sobre la misma instalación. En este Tema se van a explicar cada uno de los montajes realizados en el laboratorio, el propósito de cada uno y las conclusiones obtenidas. Al final se hará un esquema del montaje completo en el banco de ensayo de la pila Experimentación en laboratorio Conexión PC a PC vía RS PCs 2 convertidores I-7520 Esquema de montaje: Figura 23. Conexión PC a PC vía RS

2 Se pretende comprobar el funcionamiento del paso de mensajes entre un PC y otro a través del puerto serie mediante la RS-485. Esto se ha hecho porque en las instalaciones del INTA, la pila y el reformador están en una sala, y el PC que realiza el control global está en otra más alejada, por lo que la vía RS-232 queda corta para esa comunicación. Una vez hecho el montaje se han mandado mensajes desde uno y otro mediante una aplicación creada en LabView ( comunicación entre PCs con 7520.vi ) y, con una correcta sincronización, se ha obtenido un resultado satisfactorio. Tras esta comprobación se ha decidido instalar una red RS-485 entre la sala del PC y la sala donde está el reformador para el paso de mensajes entre éstos, situando un módulo I-7520 a cada lado. Conexión PC a módulo I PC 1 convertidor I módulo de lectura I-7017 Esquema del montaje: Figura 24. Conexión PC a módulo I

3 Con esto se pretende comprobar que la comunicación con el módulo se ha implementado correctamente, así como testear los canales de lectura de tensión de cada uno de los módulos. Para la comprobación de la comunicación se ha utilizado el vi Lectura módulo I-7017.vi, y el resultado ha sido tal y como se había previsto. Para el testeo de los canales de medida, se ha conectado uno de los canales a la fuente de alimentación y desde el PC se han estado leyendo los distintos valores de tensión que se le han dado. Se ha observado que existe como un pequeño ruido en los demás canales (a los que no se les ha conectado nada) debido al canal que está en tensión. En concreto se le han dado 3.5 V al canal 1, y se ha obtenido esta distribución de tensión en los demás: Tensión 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3, Canales Figura 25. Lectura de tensiones para canal 1= 3.5 V También se ha probado dando tensión a otro canal más, para ver si éste leía bien esta tensión, o se veía influido por el ruido del canal 1. En concreto, se les ha dado 4.1 V a los canales 1 y 4. El resultado ha sido que ambos canales miden perfectamente esta tensión, pero los restantes siguen estando afectados por el ruido. Esto se ve en la Figura 26: 55

4 Tensión 4,5 4,4 4,3 4,2 4,1 4 3,9 3,8 3,7 3,6 3, Canales Figura 26. Lectura de tensiones para canal 1= canal 4 = 4.1 V A raíz de estos resultados, se ve que no influye el ruido en los canales que estén midiendo tensión pero sí en aquéllos que estén sin conectar. Por tanto, como en la instalación de la pila son 72 celdas cuya tensión se ha de medir, y para ello se utilizan 10 módulos de 8 canales cada uno, entonces sólo habrá 8 canales que no estarán conectados. Esos canales sin conectar se derivarán a tierra para que midan realmente 0 V. Dicha derivación a tierra se realizó en el laboratorio y los resultados fueron los esperados: Tensión 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0, Canales Figura 27. Lectura de tensiones para canal 1= canal 4 = 4.1 V, y demás a tierra. 56

5 Conexión PC a PID 1 PC 1 convertidor I PID del serie 96 de Watlow Esquema del montaje: Figura 28. Conexión PC a PID Se trata de comprobar que la comunicación del PID con el sistema de control global se hace conforme a lo que se ha implementado. Se ha comprobado mediante el LabView a través del vi llamado registros.vi, en el que de forma fácil se accede a los registros del PID, cuyo contenido puede ser tanto leído como modificado (ver anexo A). Los resultados han sido los esperados. 57

6 Conexión PC a PID + módulo I PC 1 convertidor I PID del serie 96 de Watlow 1 módulo de lectura I-7017 Esquema del montaje: Figura 29. Conexión PC a PID + módulo I Se pretende examinar la posibilidad de comunicar tanto los PIDs como los módulos de lectura I-7017 a través de la misma red RS-485. En caso afirmativo, comprobar si existen conflictos en cuanto a las direcciones de los dos dispositivos, es decir, si el PID y el módulo tienen la misma dirección, ver si es posible la discriminación entre uno y otro. 58

7 Tras el montaje, el proceso de envío de mensajes a uno y a otro ha sido satisfactorio, siempre y cuando no utilicen la línea ambos a la vez, ya que la línea RS-485, mientras está siendo usada, no es accesible para ningún otro dispositivo conectado a ella. Este resultado es compatible con el uso que los dispositivos realizan sobre la pila de combustible ya que el LabView permite la administración secuencial para el puerto serie, es decir, esperar a que un elemento termine de usarlo para a continuación permitir a otros su utilización. En cuanto a las direcciones, durante el experimento, ambos dispositivos han tenido la dirección 01, y la comunicación fue correcta. Esto se debe a que los mensajes enviados a cada dispositivo están estructurados con protocolos distintos; y una de las características de éstos es que si el mensaje que llega al dispositivo no sigue el protocolo que éste utiliza entonces no responde, y hace oídos sordos al mensaje. Conexión PC a PID + relé 1 PC 1 convertidor I PID del serie 96 de Watlow 1 relé de la serie CZR de Watlow Esquema del montaje: Figura 30. Conexión PC a PID + Relé 59

8 El objetivo del montaje es comprobar el funcionamiento del control todo/nada que realiza el PID. Este control viene detallado en la Figura 11, en el Tema 3. Para simular la tensión que entra al PID a través de los sensores de temperatura, se ha conectado el PID a una fuente de alimentación, de manera que la tensión varíe manualmente imitando cambios de temperatura. Para ver si el relé abre o cierra, éste lleva incorporado un LED que indica su estado. En efecto, al elevar la temperatura (tensión dada por la fuente) por encima del Set Point que se le ha impuesto a través del PC, el diodo del relé se enciende, lo que significa (si estuviera montado en la instalación real) que estaría cortando la corriente que alimenta la resistencia que calienta el agua, dejándola enfriar. El proceso inverso también fue satisfactorio. 60

9 5.2. Instalación conjunta en el banco de ensayo Una vez realizadas todas las pruebas en el laboratorio se procede al montaje de los dispositivos de comunicación citados en el banco de ensayo de la pila en el INTA. El esquema de comunicación a seguir es el indicado en la Figura 31. Tanto los PIDs como los módulos de lectura van insertados dentro de un pequeño armario debajo de la instalación de la pila. Previo a la instalación ha sido necesario la calibración de los módulos y la asignación de una dirección para cada dispositivo, tanto para los PID como para los I En concreto, a los 3 PIDs se les asignó las direcciones 01,02 y 03, y a los 10 módulos I-7017 se les asignó desde 01 hasta 0A. Figura 31. Esquema general de comunicaciones 61