Implementación de un banco de ensayo para la medición de nivel liquido en el laboratorio de instrumentación de la Universidad Pontificia Bolivariana

Abstract

Este proyecto describe la implementación de un módulo de medición de nivel de líquidos basado en el diseño conceptual propuesto en la fase I [1]. El módulo hace parte del laboratorio de instrumentación de la Universidad Pontificia Bolivariana, y se complementa con diseños adicionales para la medición de flujo y presión. El módulo está compuesto por dos tanques de almacenamiento principales y un tanque auxiliar. Cada uno de ellos cuenta con diversos sensores de nivel, los cuales se implementaron basados en el protocolo HART. Además, cuenta con cuatro electroválvulas que controlan el flujo de agua entre los tanques y dos válvulas de aire encargadas de generar turbulencia que permitirán comparar las lecturas de flujo laminar con las de turbulento. En adición, el proyecto incluyó el diseño y montaje de un tablero de control donde se alojaron todos los elementos de potencia, protección y adquisición de datos. Esta última parte se realizó mediante el sistema CompactRIO 9075, que consiste en un controlador embebido para comunicación y procesamiento, un chasis reconfigurable que aloja al FPGA programable por el usuario, módulos de E/S intercambiables en tiempo real y software gráfico LabVIEW para programación. Finalmente, para facilitar desarrollos posteriores, el proyecto incluyó el diseño de ciertas guías de laboratorio donde se explica tanto el uso de los sensores como de la interfaz gráfica.

This Project describes the implementation of a test module for liquid level measurement based on the conceptual design proposed in the first phase [1]. The module makes part of the Instrumentation Laboratory of the Universidad Pontificia Bolivariana and it is complemented with additional designs for the measurement of flow and pressure. The module is composed by two main storage tanks and an auxiliary one. Each one of them has several level sensors, which are implemented based on the HART protocol. Also it has four valves that controls water flow through the tanks and two valves that generate air turbulence for comparing readings of laminar flow with the turbulent one. In addition, the project includes the design and installation of a control panel where all the power, protection and data acquisition elements are housed. This last part was performed by the CompactRIO 9075 system, that consist of an embedded controller for communication and processing, a reconfigurable chassis housing the user-programmable FPGA, hot-swappable I/O modules, and graphical LabVIEW software for programming. Finally, to facilitate further developments, the project includes the design of certain laboratory guides that explains both the use of the sensors and the user interface.