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Ing. Guillermo Murcia [email protected] Ing. Jorge Strack [email protected]

mailto:[email protected]














La Instrumentación Tradicional: Cuando se habla de instrumentos de medida es normal pensar en una carcasa rígida en la que destaca su panel frontal, el cual contiene: Botones LED’s Perillas Visualizadores etc..

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INSTRUMENTACIÓN AVANZADA Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electromecánica

Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de Mar del Plata

La Instrumentación Tradicional:

Ese panel frontal “oculta” los contactos de esos controles que los unen físicamente con la circuitería interna. La circuitería interna tiene circuitos integrados y otros elementos que procesan las señales de entrada en función del estado de los controles. El resultado se muestra en los indicadores del panel frontal.

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La Instrumentación Virtual:

Un instrumento virtual consta de una computadora o estación de trabajo, equipada con Software, Hardware (interno o externo), y drivers que en conjunto cumplen la función de un instrumento tradicional.

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Es llamada “virtual” porque no hay existencia física de

controles o indicadores sino un programa de

computadora que los simula.



La Instrumentación Virtual: Características relevantes: -Con los instrumentos virtuales los ingenieros y científicos construyen sistemas de medición y automatización que se ajustan exactamente a sus necesidades (definidos por el usuario) en lugar de estar limitados por los instrumentos tradicionales de funciones fijas (definidos por el fabricante).

-Debido a que están basados en una PC, los instrumentos virtuales aprovechan inherentemente los beneficios de la ultima tecnología de las computadoras personales.

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Estructura básica de un instrumento virtual:

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Estructura básica de un instrumento virtual:

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Sensores: Los sensores son una pieza clave en cualquier sistema de medida ya que convierten fenómenos físicos como temperatura, presión, vibración, etc, a una señal eléctrica Dependiendo del tipo de sensor, su salida eléctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo eléctrico que varía con el tiempo.




INSTRUMENTACIÓN AVANZADA 9

Acondicionadores de señal: Los acondicionadores son los dispositivos que adaptan las señales de los sensores a los requerimientos del hardware de adquisición que será utilizado. Entre las funciones del acondicionador podemos mencionar:

• Amplificación/atenuación. • Linealización. • Aislamiento.

• Filtrado. • Brindar la excitación al sensor si este es pasivo.





Hardware de adquisición de datos: Son denominadas tarjetas de adquisición o DAQ (Data AcQuisition) Su función es: • Realizar las conversiones de las señales desde la forma analógica a la digital mediante uno o más conversores ADC. • Comunicarse con la PC mediante algún bus.




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Hardware de adquisición de datos: Como características más relevantes de una tarjeta de adquisición de datos están:

Número de canales analógicos Velocidad de muestreo Resolución Rango de entrada Forma de comunicarse con la computadora



Algunos Ejemplos:

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Sensores: ejemplos

Deformación: • Celdas de carga

Tensión-corriente: • Transformadores de medida • Efecto hall

Temperatura: •Termocuplas •RTD •Termistores

Velocidad-posición: • Encoder



Algunos Ejemplos

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Para baja cantidad de canales:



Algunos Ejemplos

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Para baja cantidad de canales:

DAQ bus USB

8 canales de entrada

analógica 2 canales de

salida analógica 16 E/S

digitales



Algunos Ejemplos


Media o alta cantidad de canales:




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Driver + Software de adquisición de datos : El Driver es el software que permite la comunicación de la PC con el hardware de adquisición. Es software de adquisición es el programa necesario para crear aplicaciones personalizadas en las cuales se muestre, analice, registre, etc, las mediciones tomadas por el hardware de adquisición.



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LabVIEW Visual Basic Matlab

Algunos Ejemplos



Utilizando LabVIEW se puede: • Adquirir datos • Realizar mediciones • Controlar procesos • Almacenar datos • Analizar mediciones • Informes (Reportes)

• Pero tambien…

– Comunicarse a un instrumento tradicional con salida a PC.

– Comunicarse con un PLC , variador de velocidad, etc… – Construir un SCADA



Scada utilizando LabVIEW:



Instrumentación Tradicional vs Virtual: Tradicional: • Definido por el fabricante • Funcionalidad específica

• Conectividad limitada.

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Virtual: • Definido por el usuario. • Funcionalidad ilimitada (incorpora toda la potencialidad de una PC) • Conectividad amplia, lo que abre el juego a otros dispositivos. (Tablets, smartphones , etc)



Instrumentación Tradicional vs Virtual: Tradicional: • Relativo alto costo/función

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Virtual: • Bajo costo/función porque es reutilizable. (un hardware ≠ aplicaciones)



Instrumentación Tradicional vs Virtual: Tradicional: • Relativo alto costo/función

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Virtual: • Bajo costo/función porque es reutilizable. (una aplicación ≠ hardware)



Instrumentación Virtual: Hay una nueva tendencia: Aplicaciones distribuidas • Un instrumento virtual no está limitado a estar confinado en una computadora. En realidad con el desarrollo de tecnología y de las redes de comunicación es cada vez más común usar la conectividad de los instrumentos con el fin de compartir tareas.

•Ejemplos: Monitoreo desde distintos sitios. Sistemas de adquisición y control que se programan desde LabVIEW y se ejecutan en un FPGA sin tener una PC personal conectada

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Que el alumno conozca los fundamentos teóricos y prácticos de

hardware y software que conforman la instrumentación,

automatización y control virtual de procesos industriales.

Familiarizar al alumno con la programación básica y avanzada

del software para Control e Instrumentación virtual LabVIEW.

Que el alumno pueda realizar sus propias aplicaciones básicas o

avanzadas de adquisición y generación de datos o

automatización con LabVIEW usando hardware específicamente

diseñado o adaptado para este fin .

Poder realizar programaciones básicas de

microcontroladores PIC y/o Arduino.

Expectativas de logro:



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Hardware que utilizaremos adaptado como DAQ

PIC-18F2550 Arduino

(UNO o MEGA)



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80% de asistencia a las clases teóricas-prácticas.

Proyecto Final con el desarrollo de una Aplicación en el

entorno del Programa LabVIEW.

Memoria Técnica

Archivo del desarrollo en LabVIEW

Requisitos para la aprobación de la asignatura:



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Ejemplos de Proyectos Finales

http://www3.fi.mdp.edu.ar/electrica/instrumentacion/proyectos.html



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http://www3.fi.mdp.edu.ar/electrica/instrumentacion/proyectos.html

PROYECTOS FINALES DE LA MATERIA

• “Estación Meteorológica” Autor: Jorge Leonardo Schnarwiler

• “Laboratorio Virtual" Autor: Jorge Luis Strack

• "Implementacion de una Consola de Luces DMX en Labview"

Autor: Marco Cesar Difeo

• “Datalogger" Autor: Esteban Cáceres

• "Modelo de Implementación de Scada mediante LabVIEW"

Autores: Martín Coronel, Matías Iriani

• “Automatización de Mediciones Ferroeléctricas con Impedancímetro

HP4284a y Control de Horno mediante protocolo MODBUS”

Autor: Javier Camargo

• “Implementación de Maestro MODBUS RTU en NI-LabVIEW

Autor: Ezequiel Leidi



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PROYECTOS FINALES de Carrera (Aplicando LabVIEW)

• “Análisis Modal Inverso de Vibraciones para la Detección de Entallas en Vigas

Esbeltas” Autor: N. di Mauro

• "Sistema de Iluminación Autónomo Alimentado por Energías Renovables"

Autores: L. Dómine - N. Niro

• "Analizador de Armónicos Inalámbricos" Autor: Juan I. Simonetta

• "Diseño de un Aerogenerador de Baja Potencia"

Autores: Esteban Cáceres, Gastón Dasso, Manuel Perez

• "Diseño y construcción de una máquina de control numérico para la realización

de recubrimientos superficiales por depósito de spray e inmersión"

Autores: Martín Coronel, Matías Iriani

• “Medición de Energía Activa y Reactiva en Presencia de Armónicos. Análisis de

Errores” Autor: Matías Ferrari

• “Emulador de Generador Eólico” Autores: Adrián Trotta, Leonardo Nicolini



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