Trabajo final de Instrumentación

Avanzada

“Automatización de

mediciones Ferroeléctricas

con Impedancímetro

HP4284A y control de Horno

mediante protocolo

Modbus.”

Autor: Ing. Javier E. Camargo

Objetivo del Trabajo

Desarrollar una aplicación utilizando el entorno de programación gráfica de LabVIEW, capaz de

adquirir y procesar los datos del Impedancímetro HP4184A y del controlador de horno Dhacel

DH101-P, para poder utilizar este equipo para mediciones de Permitividad eléctrica.

Objeticos Particulares

Utilizar todos los contenidos adquiridos durante el transcurso de la materia.

Desarrollar SubVi para controlar y adquirir datos del Impedancímetro HP4284a conectado

mediante la interface GPIB.

Desarrollar SubVi para la adquisición de datos del controlador de temperatura Dhacel por

medio de interface ModBus.

Integrar los SubVi previamente desarrollados para realizar la automatización de las

mediciones realizadas.

Desarrollar una interface gráfica intuitiva para la utilización del programa y la verificación

de su funcionamiento.

Guardar los datos adquiridos en un archivo de texto para su posterior análisis.

Motivación

La principal motivación de este proyecto surge ante la necesidad de realizar ensayos a temperatura

de constantes ferroeléctricas. Anteriormente estas medidas se realizaban manualmente, una por

una, adquiriendo muy pocos datos y las mismas tardaban periodos excesivamente largos de tiempo

(8 a 12 h) en los cuales la persona que realizaba la medición tenía que estar constantemente en el

equipo.

Adicionalmente, la interface equipo-computadora era obsoleta (Conexión AGP) por lo que dependía

de una computadora demasiado vieja que no podía ser remplazada. Además, el programa de

adquisición de datos era muy rudimentario programado en Excel 1997 y corriendo sobre Windows

3.1

Equipos utilizados

Impedancímetro HP4284a

Posibilidad de Medición de Cp (capacidad), tan δ

(tangente de perdidas), etc.

Barrido de Frecuencia 20Hz a 2MHz

Se utilizó los drivers provistos por Labview para este

equipo

Dhacel DH101-P

Controlador programable para el control de

temperatura por medio de PID.

Salida RS232

Permite el control de resistencia eléctricas para

manejar un horno tubular.

Dispone almacenamientos de programas con

múltiples rampas de calentamiento y mesetas

Se utilizó una librería obtenida de internet a la cual

se le realizo algunas modificaciones.

Adaptador GPIB-USB Agilent 82357B

Permite la coneccion de cables GPIB en cualquier

equipo moderno ya sea de escritorio o portátil.

Adaptador RS232-USB Manhattan

Permite la coneccion de los puertos RS232 en

computadoras modernas que no disponen de

conecciones USB

Interface Gráfica del Programa

En la primera pestaña de la interface se pueden insertar las dimensiones de la muestra, así como el

nombre del archivo a guardas y los parámetros de la medición.

En la segunda pestaña se puede ver los datos tomados en cada temperatura, estos facilitan un

control de la información tomada por el equipo.

En la tercer pestaña se muestran los datos en función de la Temperatura, como se puede ver solo

se van a mostrar los datos de las décadas, por lo que el programa debe seleccionar solo estos datos

para graficar

En esta última pestaña se pueden observar los carteles de error de los equipos y las configuraciones

de los puertos donde se encuentras cada uno de ellos.

Diagrama de Bloques

En las siguientes imágenes se puede ver los diagramas de bloques del programa principal.

Sub-Vi`s

HP4284A

Inicializar HP4284A.vi

Medicion HP4284A.vi

DHACEL DH101-P

Leer T Actual.vi

Escribir Set Point.vi

Sub-Vi’s Auxiliares

GraficaXY (SubVI).vi

GraficaXY (Temperatura).vi

GraficaXY.vi

Valores Decadas (SubVI).vi

Conclusión

A partir de este trabajo se logró la automatización del Impedancímetro HP4284A y la adquisición de

datos automática del mismo. Esto produjo una gran mejora en la cantidad de datos obtenidos, antes

de la automatización solo se registraban 4 frecuencias cada 2 grados hasta 150ºC

(Aproximadamente tardaba 8 horas donde la persona debía estar tomando datos constantemente)

y con la puesta en marcha del equipo se toman 16 frecuencias distintas cada 1 grado hasta 500ºC

en subida y en bajada (12hs de medición en las que el equipo solo requiere una supervisión mínima).

La implementación del curso me permitió adquirir conocimientos suficientes para desarrollar todo

el programa de Labview, para interpretar el protocolo Modbus con el cual se comunica el

controlador DHACEL del cual no se disponía de ninguna hoja técnica y la puesta en marcha de las

mediciones.