Diseño y desarrollo electrónico del control automático del llenado y vaciado de una máquina de compresión rápida

Abstract

[EN] Nowadays, great attention has been paid to the CO2 emissions released to the atmosphere by the process of fuel combustion. In order to decrease the amount of emissions, many studies has been conducted to determine the best chemical mixture to produce fuel. The purpose of those studies has been also to achieve more efficient fuel in terms of consumption and power. The right equipment to simulate the engine combustion is essential to perform those studies. The equipment used in the present study was the rapid compression machine (RCM). On one hand, the aim of the present work is to control the RCM filling process adjusting its amount and speed. On the other hand, the RCM controls the mixture tank and combustion chamber cleaning. The cleaning ensures that the results will not be contaminated by previous combustions. The software used to control the process has been LABVIEW. The software visual interface allows to the user to modify the RCM parameters and real time visualizations of the procedure. Arduino Uno board has been implemented as data acquisition card. The main functions of this board has been to send data and commands to the program that are digital or analogically received and processed by the machine.

[ES] En la actualidad, los carburantes llevan un gran control debido a las emisiones de CO2 que se desprenden al medio ambiente. Para reducir esta contaminación se hacen estudios con diferentes combinaciones químicas en las que luego se examinan los resultados para determinar que carburante es el que cumple con los requisitos. Estos estudios sirven también para conseguir carburantes más eficientes en los cuales se consigue una mayor potencia y un menor consumo. Para realizar estos estudios, se necesitan equipos de investigación que facilitan la simulación de la combustión de un motor. Uno de estos equipos, es la máquina de compresión rápida (RCM, siglas que provienen del inglés, Rapid Compression Machine). El objetivo de este proyecto es controlar el proceso de llenado de la (RCM), de forma que se pueda ajustar la cantidad y rapidez en la que se quiere llenar la máquina. Por otra parte, también se controlará el proceso de limpieza del depósito de mezclas y de la cámara de combustión. De este modo se pueden hacer pruebas sin que se vean alterados los resultados por residuos de los gases de pruebas anteriores. El programa que controla dichos procesos se ha creado con LABVIEW, que nos permite desarrollar el programa y a la misma vez crear un “scada” en el que el usuario puede modificar los parámetros de ajuste que sean necesarios y visualizar a tiempo real el comportamiento de la máquina. Como tarjeta de adquisición de datos se ha implementado una placa Arduino Uno. Su función es enviar datos al programa que son recibidos por sus entradas digitales o analógicas y enviar órdenes recibidas por el programa a la máquina por medio de sus salidas digitales o analógicas.

[CAT/VA] Actualment, els carburants porten un gran control a causa de les emissions de CO₂ que es desprenen a l’atmosfera. Per poder reduir aquestes emissions, s’han fet diversos estudis amb diferents combinacions químiques examinant després quin és el carburant que compleix tots els requisits. Aquests estudis s’han fet servir també per a aconseguir carburants més eficients que gaudeixen d’una major potència i un menor consum. Per realitzar aquests estudis, es necessiten equips d’investigació que faciliten la simulació de la combustió d’un motor. Un d’aquests equips, és la màquina de compressió ràpida (RCM, sigles que provenen de l´anglès, Rapid Compression Machine). El principal objectiu d’aquest projecte és controlar el procés d'emplenament de la (RCM), per poder ajustar la quantitat i rapidesa amb la qual es vol omplir la màquina. Per altra banda, també es controlarà el procés de neteja del depòsit de mescles i de la cambra de combustió. D’aquesta manera es poden fer proves sense que es vegen alterats els resultats pels residus dels gasos produïts a les proves anteriors. El programa que controla els processos esmentats amb antelació s’ha creat amb LABVIEW, que ens va a permetre desenvolupar el programa i, a més a més crear una “scada” amb la que l’usuari pot modificar els paràmetres d’ajust que siguen necessaris i visualitzar a temps real el comportament de la màquina. Com targeta d’adquisició de dades s’ha implementat una placa d’Arduino Uno. La seua funció és enviar dades al programa que són rebudes per les seues entrades digitals o analògiques i enviar ordres rebudes pel programa a la màquina per mitjà de les seues sortides digitals o analògiques.