Diseño e implementación de un módulo didáctico para el monitoreo y control de variables físicas y eléctricas de un proceso rotacional, utilizando protocolos de comunicación basados en ethernet industrial y RS485, para el Laboratorio de Hidrónica y Neutrónica de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE sede Latacunga

Abstract

El trabajo presenta la propuesta de diseñar y construir un módulo didáctico de control y monitoreo mediante una red industrial Profinet y RS 485 en el laboratorio de Hidrónica y Neutrónica de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE sede Latacunga. Se parte desde el diseño seleccionando el componente principal a controlar mediante la red, se selecciona motores trifásicos donde se puede encontrar variables eléctricas y físicas. Después se selecciona los equipos de monitoreo y control, para el monitoreo se seleccionó un analizador de energía, mientras que para el control se seleccionó los variadores de frecuencia Altivar 31, el CPU S7 1200 junto con su módulo de comunicación. En el apartado de la red comunicación, se implementa la trama RS 485, ésta funciona bajo la arquitectura Maestro/Esclavo, se lo realiza entre los variadores de frecuencia adaptando la función de esclavos y el PLC adquiriendo la función de Maestro. El medio físico para esta comunicación se lo realiza a dos hilos y la capa de enlace empleada en la configuración es 8E1, es decir 8 bits de datos, con paridad par y un bit de parada, además se configura la velocidad de transmisión de datos a 19.200 baudios por segundo. Por otro lado, para el analizador de energía se implementa una comunicación Profinet. Dentro de las pruebas de funcionamiento se logró controlar las variables eléctricas y físicas del módulo de comunicación mediante la trama RS 485, se pudo habilitar y deshabilitar la comunicación en los variadores, se controló el sentido de giro del motor y la parada del proceso, evidenciando así, un tiempo de respuesta en el orden de los milisegundos, dando una gran ventaja sobre los módulos de comunicación implementados en el laboratorio, puesto que en estos se evidencia una respuesta tardía en el envío y recepción de datos. En cuanto al monitoreo de variables, mediante la trama RS 485 se logró monitorear variables como potencia, corriente, voltaje, torque, entre otros. Asimismo, en la comunicación Profinet se pudo observar los valores obtenidos en el analizador de energía provenientes de la red.