4º curso de Ingeniería de Telecomunicación. Laboratorio de Control por Computador.
Práctica 3: Labview como Scada 1. Introducción
El programa Labview puede ser usado como SCADA, ya que permite la supervisión, adquisición y el tratamiento de datos que provienen de un proceso. 2. Objetivo
En esta práctica se pretende poner de manifiesto la capacidad de Labview para ser usado como SCADA. Para ello se propone como ejemplo el control de nivel de un depósito de agua.
Figura 1: Interfaz gráfico del SCADA para el control de nivel de un depósito de agua.
El sistema está compuesto por un depósito, una válvula de entrada controlada por un sensor de nivel (Nivel-Max), y una válvula de salida controlada por otro sensor de nivel (Nivel-Min), tal y como se muestra en la figura 1.
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El esquema de funcionamiento que se pretende implantar es el siguiente: - Si el sensor de Nivel-Max está encendido, la válvula de entrada debe cerrarse (si está apagado debe estar abierta). - Si el sensor de Nivel-Min está encendido, la válvula de salida debe estar abierta (si está apagado debe estar cerrado). 3. Desarrollo de la práctica 3.1 Dinámica del depósito
El nivel de agua en el depósito evoluciona según la ecuación diferencial dH dt
=
Qe − Qs
donde A es el área de la sección horizontal del depósito (m 2), H es el nivel de agua en el depósito (m), y Q representa el caudal volumétrico (m3/s) de agua que fluye por las válvulas. El caudal Qe valdrá cero cuando la válvula1 esté cerrada y tomará un valor constante cuando la válvula esté abierta. Por otro lado, el caudal Qs valdrá cero cuando la válvula2 esté cerrada, pero cuando esté abierta tomara un valor variable en función del nivel de agua en el depósito. El valor de Q s vendrá dado por la ecuación de Bernoulli en la que se considera que P + ρ gh +
1 2
ρ v
2
=
cte. Por lo tanto, a efectos
prácticos se puede considerar que el caudal Q s = K H , donde K es un parámetro que depende del área de la sección atravesada por el flujo, la aceleración de la gravedad y de la pérdida de carga en la válvula.
3.2 Programación gráfica
Partiendo del fichero practica3.vi, en cuyo panel frontal se muestra
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el esquema de la figura 1, hacer las conexiones necesarias en el diagrama de bloques para conseguir el objetivo marcado.
Figura 2: Diagrama de bloques inicial.
A continuación se detalla cada uno de los elementos del diagrama de bloques inicial boton_valvula1 : Sólo se usará para el control manual de la válvula1 boton_valvula2 : Sólo se usará para el control manual de la válvula2 valvula1 : Indicador del flujo de entrada. Se le asocia el color verde si está abierta y el rojo si está cerrada.
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valvula2: Indicador del flujo de salida. Se le asocia el color verde si está abierta y el rojo si está cerrada. tubo1 Indicador a la entrada de la válvula1. Se le asocia color verde si el agua fluye a través de él, y el rojo en caso contrario. tubo1_cont Indicador a la salida de la válvula1 Se le asocia color verde si el agua fluye a través de él, y el rojo en caso contrario. tubo2 Indicador a la entrada de la válvula2. Se le asocia color verde si el agua fluye a través de él, y el rojo en caso contrario. tubo2_cont Indicador a la salida de la válvula2. Se le asocia color verde si el agua fluye a través de él, y el rojo en caso contrario. Nivel-Max Indicador del nivel máximo. Nivel-Min Indicador del nivel mínimo. Depósito Indicador del nivel del depósito. Deberá programarse la dinámica del depósito conforme a lo explicado en la sección anterior. Aproxime la derivada de la altura por la diferencia de alturas entre dos instantes de muestreo, de tal forma que la expresión H
H k
1−
+
T m
H k
=
Qe − K H k 2
Q Nótese que en el punto de equilibrio se cumple que H = e . K *
