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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.