Seguidamente se presentan los resultados experimentales obtenidos al evaluar los algoritmos de control descritos con anterioridad en el epígrafe 3.3. Algoritmos para el control de llenado dentro de la tarjeta de desarrollo. En la Figura 7.1 se puede observar la distribución de los diferentes elementos del sistema de control de nivel desarrollado. Se aprecia además las entradas de los electrodos de nivel a la caja de componentes electrónicos y las salidas para el control de las electroválvulas.
Figura 7.1: Distribución instrumental para el control de nivel.
En la figura 7.2 se presentan los resultados obtenidos durante la ejecución de la subrutina de llenado del tanque auxiliar. En el eje Y izquierdo: el nivel 0 corresponde al tanque vacío, el nivel 1 corresponde al tanque en niveles mínimos (el sensor se encuentra a una altura de 5 cm del fondo del tanque) y el nivel 2 corresponde al tanque completamente lleno (el sensor se encuentra a una altura de 20 cm del fondo del tanque). En el eje Y derecho: 1 corresponde a la electroválvula activa y 0 a la electroválvula inactiva.
Figura 7.2: Resultados experimentales llenado del tanque auxiliar.
Como se observa, inicialmente el tanque se encontraba vacío, y la electroválvula de entrada se encontraba en estado lógico 0. Al iniciar la subrutina, ocurre un cambio de estado en la electroválvula y esta se activa, desde ese punto comienza a ejecutarse el programa diseñado. Se aprecia como el nivel del agua contenida en el tanque comienza a modificarse y para los 2 minutos se ha alcanzado el primer nivel de agua cuantificable (nivel mínimo en los tanques), desde ese punto continúa abierta la electroválvula porque no se alcanza el nivel especificado en el proceso. A los 12 minutos, se alcanza el nivel de agua máximo y se observa como de manera simultánea ocurre una conmutación del nivel lógico de la electroválvula apagándose. De esta manera se completa el ciclo; mientras el nivel de agua en el tanque no se modifique la electroválvula continuará deshabilitada.
Se realizó una prueba para comprobar la robustez del sistema, para ello en el minuto 20 se procede a retirarle agua almacenada al tanque. Se observa que el sistema detecta una modificación en los niveles de agua almacenada (de máximo a medio), eso provoca que se active nuevamente la electroválvula de entrada para reestablecer el nivel de agua adecuada en el almacenamiento, esto se logra pasado unos 5 minutos y nuevamente se desactiva la válvula.
De esta manera se comprobó la robustez y la respuesta del sistema ante la variación de los niveles de agua que por cualquier motivo pueda afectarlos. Es necesario señalar el
comportamiento de la electroválvula, se aprecia que en los primeros 12 minutos se mantuvo siempre activa, sin importar las modificaciones en el nivel del tanque, sin embargo, ante una modificación del nivel del agua (minuto 20) se activa de manera inmediata. Este diseño le brinda robustez al trabajo realizado para garantizar la disponibilidad del agua.
Es necesario resaltar que los tiempos que demora en llenarse el tanque auxiliar pueden verse modificados en función del flujo de agua desde el sistema universitario debido al tipo de conexión física. El proceso de llenado el tanque principal es similar al descrito anteriormente. En la Figura 7.3 se presentan los resultados experimentales al evaluar el proceso de drenaje, en los niveles de agua de los tanques (eje Y izquierdo) y en el funcionamiento de las electroválvulas (eje Y derecho). Es importante señalar que en este caso se ejecuta la secuencia una vez que se han verificados los protocolos de seguridad descritos en el epígrafe 3.3. Algoritmos para el control de llenado.
Figura 7.3: Resultados experimentales proceso de drenaje.
Inicialmente ambos tanques se encuentran en el máximo de su capacidad de almacenamiento (nivel 2 en los resultados experimentales). Cuando comienza el proceso de drenaje se activa la electroválvula de salida. Se observa cómo comienza a modificarse el nivel de agua contenido en el tanque principal. Se aprecia que sin importar el cambio en el nivel de agua de máximo a medio (minuto 4) no ocurre cambio alguno hasta tanto se ha drenado toda el
agua contenida en el tanque (minuto 15) en este momento, se desactiva la electroválvula y ha terminado la primera etapa del proceso.
La segunda etapa del proceso comienza cuando se ha alcanzado el mínimo de agua en el tanque principal, se observa cómo en ese momento se desactiva la electroválvula de salida y se activa la electroválvula intermedia. Una vez se ha activado esta electroválvula ocurre un proceso de transferencia de agua desde el tanque auxiliar al tanque principal, se aprecia la modificación en los niveles de agua hasta que el tanque principal se encuentra completamente lleno (minuto 35), se observa como la electroválvula modifica su estado y se desactiva. Este proceso demora 20 minutos y a diferencia del proceso de llenado del tanque auxiliar no existe ningún factor externo de presión que interfiera en la duración. De esta manera ha concluido la segunda etapa del proceso.
La tercera etapa del proceso se inicia una vez que se encuentra lleno el tanque principal y su objetivo es llenar el tanque auxiliar que se encuentra vacío. Se observa que esta etapa comienza los 32 minutos con la activación de la electroválvula de entrada, a partir de ahí ocurre un proceso similar al descrito con anterioridad en el llenado de este tanque.
En este caso todo el proceso tiene una duración de 45 minutos, sin embargo, esta duración puede ser modificada en función de la velocidad con la cual se llene el tanque auxiliar (recordar que depende de la conexión de agua externa).
De esta manera se realizó la evaluación experimental del sistema de control de nivel con resultados satisfactorios.