Sistema de adquisición de datos con interface HMI, para el banco de pruebas de balanceo de masas reciprocantes

Abstract

En este proyecto de titulación se presenta el diseño e implementación del sistema de adquisición de datos con HMI Interfaz humano máquina, para el banco de pruebas de masas reciprocantes del laboratorio de mecanismos y vibraciones de la Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE sede Sangolquí, capaz de adquirir y mostrar las señales de fuerzas y momentos de sacudimiento transmitidos debido a la vibración de diferentes prototipos de motor de combustión interna. Para el diseño del sistema se empleó la metodología descrita en la norma VDI 2206 para diseño mecatrónico, en la cual se realiza el diseño y análisis de la parte mecánica, electrónica y control, para finalmente integrarlas en un producto final. Se realizó una valoración del estado previo de todos los componentes mecánicos, eléctricos y de instrumentación, y se conoció las necesidades y requerimientos de los docentes encargados del laboratorio. A partir de las necesidades y alcance del proyecto se realizó el análisis mecánico dinámico de toda la máquina con sus diferentes configuraciones de mono cilindro, cuatro cilindros en línea y cuatro cilindros en V, identificando las variables que deben ser medidas para comprender el funcionamiento del sistema. El sistema debía tener como característica principal ser robusto usando elementos de control industrial proporcionados por la universidad, el PLC Controlador lógico programable Xinje XC3-32RT-E, y la pantalla HMI TouchWin TG365. Se realizó la selección de componentes y diseño del sistema de adquisición de datos, cambiando los puentes de Wheatstone para obtener gráficas más significativas de deformación, y se instaló un encoder incremental para medir la velocidad angular del cigüeñal con precisión, el sistema de control se encuentra en un tablero eléctrico de control que integra todos los elementos de protección, control, mando e indicadores para garantizar la operación segura, precisa y robusta de la máquina y la pantalla HMI para controlar, y visualizar las variables del sistema.