Chapter 6 Experimentation
6.4 Experiment 2: Semantic Analysis of Service Experience
6.4.2 Experimental Setup and Execution
El potenciómetro no cuenta con switch, tiene un intervalo de 126 Ω a 1 kΩ y una potencia de 5W.
Este instrumento cuenta con las siguientes características técnicas:
Costo de MN$ 45. Rango de 0 a 30kΩ. Potencia de 5W.
El potenciómetro no fue utilizado debido a que, su diseño no es apropiado para la instalación en el regulador del paso de combustible y su resistencia variable es de baja resolución, sin embargo el precio es accesible, pero su resolución es baja y es una característica importante que se busca [51].
C) POTENCIÓMETRO LINEAL SL60VB20K
El potenciómetro lineal SL60VB20K de cuatro terminales, tiene dimensiones de 1 cm de ancho por 8 cm de largo, es una resistencia variable con un rango de 0 a 50 k
Ω, que se controla por medio de una palanca que esta acoplada al regulador del motor.
Este sensor fue utilizado debido a su alta resolución y la linealidad ideal para la carrera de la palanca del regulador del combustible [50].
Este instrumento cuenta con las siguientes características técnicas:
Costo MN$ 40 Rango de 0 a 50 kΩ. Potencia de 5W.
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En la figura 44 se pueden observar las características de rango, potencia y costo para los tres modelos de tacómetros.
Figura 44: Comparación de tres modelos para el potenciómetro.
De acuerdo con los resultados mostrados en la figura 44, se determinó que el potenciómentro, más adecuado es el modelo SL60VB20K, debido a que cumple con los requerimientos técnicos y un modelo ideal para su instalación.
En la figura 45, se muestra la instalación del potenciómetro lineal.
Ingeniería en Control y Automatización Página 3.6 INSTRUMENTACIÓN EN LA TEMPERATURA INSTANTÁNEA DEL MOTOR
A) Indicador de temperatura Modelo A20 y A25.
El Indicador de Temperatura modelo A20 Y A25 son instrumentos que trabajan por medio de un diafragma, este sirve para interrumpir la acción de una alarma o dispositivos eléctricos. Este instrumento tiene un bulbo sensible para que detecte la temperatura de los gases, sirve como un interruptor On – Off [52].
El instrumento de la figura 46, cuenta con las siguientes características técnicas:
Contiene dos escalas: ºF y ºC
Tiene un rango de configuración de 66ºC a 150ºC
Resistente a la corrosión ya que el bulbo tiene policarbonato Costo US$ 80.
Figura 46: Indicador de temperatura modelo A25 serie T [52].
El tipo de instalación que requiere el instrumento de la figura 46, no es el adecuado según las necesidades del Motor Diesel Kama 170, debido a que tiene un tamaño robusto, y no es ideal para el tamaño de la tapa en la culata de cilindro donde se pretende instalar.
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B) Termopar tipo “K” Modelo 80pkK-25.
El termopar tipo “K” modelo 80pkK-25 es diseñado para ser utilizado en los líquidos [53].
El instrumento de la figura 47, cuenta con las siguientes características técnicas:
Rango de temperatura de -40 °C a 350 °C. Precisión de ± 2.2 °C.
Sensibilidad de 40.50 µV / °C. Costo de US$ 198.
Escala en ºC Y ºF.
Figura 47: Termopar tipo "K" modelo 60 PK-25 [53].
El termopar tipo K, no cumple con las características demandadas por el motor Diesel Kama 170, debido a que su rango de operación, en su temperatura máxima sobrepasa el rango de operación, lo cual lo vuelve un instrumento de costo elevado.
C) Termopar tipo “J” universal
El termopar es un dispositivo que está formado por la unión de dos metales distintos que producen una FEM, donde La FEM es función de la diferencia de temperatura entre uno de los extremos, denominado “punto caliente” o de medida y el otro denominado “punto frío” o de referencia. El termopar se utiliza como sensores de temperatura, son económicos, intercambiables, tienen conectores estándar y son capaces de medir un amplio rango de temperaturas [52].
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El instrumento de la figura 48, cuenta con las siguientes características técnicas: Rango de temperatura de -40°C a 760ºC.
Sensibilidad de ~52 µV/°C.
Sensible a la corrosión. Costo US$ 100
Escala en ºC Y ºF.
Figura48: Termopar tipo J universal [52].
En la figura 49, se muestra las gráficas de las diferentes características de los instrumentos propuestos.
Figura 49: Comparación de los modelos de termopar.
De acuerdo con los resultados mostrados en la figura 49, se determinó que el termopar más adecuado es el tipo J, debido a que cumple con los requerimientos técnicos para su instalación en la tapa de culata de cilindros.
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SUMARIO
En el capítulo lll, se mostró la instrumentación realizada al motor Kama 170, donde se instalo una base y un tablero de mediciones, con el objetivo de obtener una lectura ergonómica y segura al operador. Se analizaron tres instrumentos a seleccionar para cada variable, donde los instrumentos que se instalaron son:
Indicador de velocidad DHC6-Z, alimentado a 110 o 220 VCA, cuenta con una carátula de 6 caracteres que puede proporcionar una lectura en RPM ó RPS con un intervalo de 6 a 6000 RPM.
Sensor Inductivo Auxiliar, modelo 1204-pposs tipo PNP, alimentado 12-36 VCD con un rango de detección de 1-4mm.
Sensor de oxígeno de sonda lambda, alimentado a 12 VCD que genera una diferencia de potencial de 0 a 1000 mV, de CD cuando detecta partículas de oxígeno en los gases de escape.
Potenciómetro lineal SL60VB20K, con un intervalo de 0 a 50 KΩ, generando una resistencia variable, al haber una apertura en la mariposa de aceleración del motor.
Una vez realizada la instrumentación eficiente en el capítulo lll, en el capítulo 4 se realizan las pruebas experimentales a diferentes condiciones de trabajo, en donde se evaluará el funcionamiento real del motor Kama 170, en el estado transitorio que es el tiempo en el que tarda el motor en llegar a su temperatura nominal de trabajo con combustible diesel.
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CAPÍTULO
IV
“PRUEBAS Y ANÁLISIS DE
RESULTADOS”
Ingeniería en Control y Automatización Página 4.1 DESCRPCION DE LA PANTALLA DE MONITOREO DEL MOTOR KAMA
Estudios realizados por universidad de Cartagena en España en conjunto con una empresa del sector productivo desarrollaron experimentos en un motor diesel modelo Agrale de un cilindro donde demostraron múltiples perturbaciones, se presentan en el estado transitorio, uno de estos casos es la disminución de la velocidad de la flecha de salida [1].
Actualmente el uso de programas computacionales facilitan el control de procesos industriales, por lo general se pueden realizar un gran número de tareas. Con esta premisa se utilizo un software de 4º generación integrada a un ambiente grafico con la finalidad de reducir tiempos de programación y generar un interfaz hombre- máquina de fácil acceso.
Visual Basic 6.0 es un programa basado en objetos, aunque no orientado a objetos como C++ y Java. Está dirigido a la realización de programas para Windows, logra incorporar todos los elementos de este entorno informático: ventanas, botones, cuadros de dialogo y de texto, botones de opción y de selección, barras de desplazamiento, gráficos, menús, etc.
Prácticamente todos los elementos de interacción con el usuario de los que dispone Windows pueden ser programados en Visual Basic 6.0 de un modo muy sencillo. En ocasiones bastan unas cuantas operaciones con el ratón y la introducción a través del teclado de algunas sentencias para disponer de aplicaciones con todas las características de Windows.
Visual Basic 6.0 es una excelente herramienta de programación que permite crear aplicaciones propias (programas) para Windows. Con ella se puede crear desde una simple calculadora hasta una hoja de cálculo de la talla de Excel (en sus primeras versiones), pasando por un procesador de textos o cualquier otra aplicación que se le ocurra al programador. Sus aplicaciones en ingeniería son casi ilimitadas: representación de movimientos mecánicos o de funciones
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matemáticas, gráficas termodinámicas, simulación de circuitos, etc. Este programa permite crear ventanas, botones, menús y cualquier otro elemento de Windows de una forma fácil e intuitiva.
Un programa (en sentido informático) está constituido por variables que contienen datos con los que se trabaja y por algoritmos que son las sentencias que operan sobre estos datos. La plataforma de control del motor Kama incorpora elementos del entrono informático como son: ventanas, botones, cuadros de dialogo y de texto, botones de opción y de selección, barras de desplazamiento, gráficos, menús, etc.
La pantalla de monitoreo se encuentra dividida por las siguientes áreas como se muestra en la figura 50.
a) Arranque y paro del programa
b) Indicador de apertura en la mariposa de aceleración.
c) Indicadores de los sensores de temperatura instantánea, moléculas de oxigeno, y velocidad.
d) Temporizador.
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En la sección b) se visualiza los indicadores de la posición de aceleración en donde cada vez que se realiza una prueba la primera operación que se debe de realizar es la selección de la apertura de la mariposa en la barra que se muestra en el inciso b) de la figura 50. Una vez seleccionado la apertura de aceleración con la cual operara el motor se procede a arrancar el motor y encender el programa con el botón ON, como se muestra en la sección a).
Una vez que el motor comienza su movimiento torsional, los sensores comienzan a detectar el valor de cada variable correspondiente mostrando sus valores en la sección c), cuando se requiere detener el programa para realizar una nueva prueba se procede con el botón de OFF mostrado en la sección a). La pantalla cuenta con un temporizador que proporciona la duración de cada prueba con el objetivo de visualizar el tiempo en el cual el motor termina a su estado transitorio que es el tiempo en el que el motor llega a su temperatura nominal de trabajo.
4.1.2 SISTEMAS EMBEBIDOS
Los sistemas embebidos son dispositivos usados para controlar equipos, operación de maquinarias o plantas industriales completas. El término "embebido" (también se lo conoce como "incrustado" o "embutido") y se pueden agrupar de las siguientes maneras: