ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL INICIO ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL TESIS SISTEMA DE MONITOREO Y VISUALIZACIÓN DE LAS BATERÍAS DEL SUBMARINO DE LA ARMADA DEL ECUADOR INTEGRANTES MIGUEL ANGEL MERINO PILAY VÍCTOR MANUEL MERINO PILAY

INTRODUCCIÓN GENERAL Fuente principal de poder: 4 baterías de 120 celdas cada una. Valor nominal de cada celda: 2,13 Voltios (300 VDC) 2 KA 42.8 KA (Corto circuito) Dimensiones: 138x45x29cm. Peso: 534 Kg. (Además se utiliza como contrapeso) Duración: 5 años. (Mantenimiento critico) Fuente secundaria de poder: 4 Generadores de diesel. En superficie: Fuente primaria y/o secundaria. En inmersión: Fuente primaria.

ANTECEDENTES Los operadores desconocen el estado de las celdas en cada instante. La medición es tediosa, riesgosa e imprecisa. Desconocimiento de falla de celdas en el momento de producirse. Reportes confusos y borrosos con riesgos de perder información. En situaciones de carga y descarga el periodo de muestreo de los valores de los parámetros de las celdas se reduce.

IMPORTANCIA Modernización de los sistemas en las unidades. Información de los parámetros en cualquier instante. Información de todos los parámetros, simultáneamente. No existe manipulación de instrumentos de medición. Aviso de acontecimiento de falla. Respaldo de los datos para un análisis posterior. Facilidad del operario de imprimir reportes durante los procesos de carga y descarga.

SMB DIAGRAMA GENERAL

COMPONENTES DE SISTEMA SISTEMA DE HARDWARE SISTEMA DE SOFTWARE

SADV SADV: Sistema de Adquisición de Datos de Voltaje Un solo tablero que aloja las 16 TADV. 16 tarjetas de 32 canales/30 utilizados. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Protección por cada canal, fusibles de 500mA. Resolución de 5mV. Precisión de ±5mV. La TADV utiliza un microcontrolador PIC16F873. Tiempo de exploración/canal = 40mseg.

DETALLES DEL SADV TABLERO 20 Cables de 14 pares (480 celdas). Conector estándar-mil, para comunicación RS-485. Conector estándar-mil, para alimentación de 120VAC. 1 Fuente interna de 120VAC a +5, +15 y -15Volts. 4 Tarjetas fusibles (nano-fusibles) de 500mA. 2 Tarjetas base, interconectan las 16 TADV. 2 Rack, soporte para las TADV. Utiliza un conector DB-36, voltaje desde las celdas.

DETALLES DEL SADV TARJETAS TADV Etapa acopladora. Opto acoplada. 32 Relés de estado sólido. 2 Multiplexores de 4 a 16. Voltaje de ruptura modo común 1500 V Voltaje de ruptura entre canales 800 V

DETALLES DEL SADV

DETALLES DEL SADV TARJETAS TADV Etapa aisladora. Amplificador aislador AD202KY. Aislamiento Galvánico.

DETALLES DEL SADV TARJETAS TADV Etapa adaptadora. Un amplificador operacional TL064. Conjunto de resistencia y capacitores.

DETALLES DEL SADV TARJETAS TADV Etapa de control. Un microcontrolador PIC16F873 y un reloj de 20MHz.

SADC SADC: Sistema de Adquisición de Datos de Corriente Un solo tablero que aloja las 4 TADC. Un solo canal (mV) por tarjeta. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Resolución de 10A. Precisión de ±10A. La TADC utiliza un microcontrolador PIC16F873. Tiempo de exploración = 40mseg.

DETALLES DEL SADC TABLERO 4 Cables de 2 pares (4 shunt). Conector estándar-mil, para comunicación RS-485. Conector estándar-mil, para alimentación de 120VAC. 1 Fuente interna de 120VAC a +5, +15 y -15Volts. 1 Tarjetas base, interconectan las 4 TADC. 1 Rack, soporte para las TADC.

DETALLES DEL SADC TARJETAS TADC Etapa aisladora. Amplificador aislador AD202KY. Aislamiento Galvánico.

DETALLES DEL SADC TARJETAS TADC Etapa adaptadora. Amplificador operacional TL064. 2 reguladores de precisión de voltaje ZR285.

DETALLES DEL SADC TARJETAS TADC Etapa comparadora. Amplificador operacional TL064. 1 Relé de estado sólido. 1 Transistor 2N2222.

SADT SADT: Sistema de Adquisición de Datos de Temperatura TADT 8 tarjetas de adquisición de datos de temperatura. 60 canales por cada tarjeta. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Resolución de 0.1ºC. Precisión de ± 0.1ºC. Cada TADT utiliza un transmisor de temperatura TX92. La TADV utiliza un microcontrolador PIC16F873. Tiempo de exploración/canal = 10mseg.

DETALLES DEL SADT TARJETAS TADT Etapa acopladora. Opto acoplada. 61Relés de estado sólido. 4 Multiplexores de 4 a 16.

DETALLES DEL SADT TARJETAS TADT Etapa de conversión. Transmisor de temperatura Omega TX92. Relación de -18º a 93ºC (0º a 200ºF) 4 – 20mA.

DETALLES DEL SADT TARJETAS TADT Etapa adaptadora. Amplificador operacional TL064. Reguladores de precisión de voltaje ZR285.

DETALLES DEL SADT TARJETAS TADT Etapa de control. Un microcontrolador PIC16F873. Un reloj de 20MHz.

DETALLES DEL SADT TARJETAS TADT Etapa de transmisión y recepción. 2 Transceiver (transmisor-receptor) DS75176B.

SADT PLC Único tablero PLC+módulos. CPU 1747 5/03. 6 modulo con 4 entradas de RTD 1746-NR4. Sobre una red RS-485 y protocolo DH-485. Alimentación del PLC con 120 VAC. Resolución de 0.1ºC. Precisión de ± 0.1ºC.

PROGRAMA DE MONITOREO HMI Programa Principal Estado Valores Histórico Alarma Reporte

PROGRAMA DE MONITOREO Programa desarrollado en LabView 7. Diseñado exclusivamente para tesis. Adquiere datos de 16 TADV y 4 TADC. Muestra información de 2 TADV y 2 TADC. La integración con el sistema físico, es por medio del puerto serie RS-232. Periodo de interrogación por tarjeta = 5seg. Los valores son almacenados en una base de datos (SQL-2000) Tipo de comunicación: Interroga-respuesta.

PROGRAMA DE MONITOREO Subprogramas: Estado: Programa de visualización del estado de las celdas y valor de corriente. Valores: Programa de visualización de los valores de voltaje. Histórico: Programa de visualización de los valores históricos de voltaje de las 60 celdas, y corriente. Alarma y Reporte: Configura el nivel de alarma para voltaje y corriente.

HMI PROGRAMA PRINCIPAL Contenedor para los subprogramas. Orientado a eventos. Inicia y detiene, la lectura del puerto serie. Parada general. Acceso a los subprogramas mediante menús.

HMI PROGRAMA PRINCIPAL

HMI SUBPROGRAMA ESTADO Muestra rápidamente el estado de la celda. Visualiza los valores de corriente. Indica el estado de la tarjeta.

HMI SUBPROGRAMA ESTADO

HMI SUBPROGRAMA VALORES Diagrama de barras. Interruptor virtual, conmuta la lectura entre las tarjetas. Celda con valor mínimo y máximo. Valores de las celdas. Niveles en líneas horizontales.

HMI SUBPROGRAMA ESTADO

HMI SUBPROGRAMA HISTORICO Consulta a la base de datos, de voltaje y corriente. Interruptor virtual, conmuta la lectura entre las tarjetas. Controles de visualización por celda para cada tarjeta. Selección del intervalo de fecha. Diagrama de curvas históricas. Eje “Y” en voltaje y eje “X” en fecha.

HMI SUBPROGRAMA HISTORICO

HMI SUBPROGRAMA HISTORICO

HMI SUBPROGRAMA REPORTES

CONCLUCION Los microcontroladores son dispositivos sumamente flexibles, y adaptables a la mayoría de las aplicaciones y ambientes. Junto a un buen diseño electrónico, con los dispositivos correctos y dimensionados adecuadamente, el sistema electrónico cumplen con las características iniciales propuestas. Los campos de aplicación en el Ecuador para microcontroladores son muy amplios, esto debido a que el costo de equipos especiales (dedicados) es alto por la falta de mercado tecnológico local y cantidad de clientes. Se debe tener extremado cuidado al proponer una solución de escala mediana a grande basado en microcontrolador, debido a la falta de dispositivos adecuados dentro del mercado Ecuatoriano. Estoy podría ocasionar grandes atrasos e inclusive modificaciones de diseño.

CONCLUCION Ecuador posee tecnología adecuada en el diseño y construcciones de tarjetas electrónicas que no involucre dispositivos de alta densidad. LabView actualmente representa un medio de programación con grandes características para adquisición y visualización de datos. Para ingenieros que no tengan un amplio conocimiento en lenguaje de programación estructurada, como Visual o C. Labview representa una fuerte herramienta de simulación, prueba y diseño final. Para aplicaciones que implican diseño electrónico y comunicación con equipos no convencionales, labview es quizás una de las herramientas mas novedosas y aplicables en todo las fases hasta el producto final.

CONCLUCION Si bien cierto que LabView es muy poderoso y adaptable a cualquier aplicación, los programas SCADA son pensados en las distintas formas de mostrar el estado, valores y situaciones de alarmas de los datos y por lo tanto poseen características que los hacen muy adecuados, antes de un desarrollo bajo LabView. Para aplicaciones donde involucre un alto grado de variables y datos es recomendable utilizar algún software SCADA conocido.

FINAL GRACIAS