Tesis: Miguel Merino, Víctor MerinoVISUALIZACIÓN Y MONITOREO DE BATERÍAS INICIO ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL TESIS SISTEMA DE MONITOREO Y VISUALIZACIÓN

Tesis: Miguel Merino, Víctor MerinoVISUALIZACIÓN Y MONITOREO DE BATERÍAS

INICIO

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

TESISSISTEMA DE MONITOREO Y VISUALIZACIÓN DE LAS BATERÍAS DEL SUBMARINO DE LA

ARMADA DEL ECUADOR

INTEGRANTESMIGUEL ANGEL MERINO PILAY

VÍCTOR MANUEL MERINO PILAY


INTRODUCCIÓN GENERAL

Fuente principal de poder: 4 baterías de 120 celdas cada una. Valor nominal de cada celda: 2,13 Voltios (300 VDC)

2 KA 42.8 KA (Corto circuito) Dimensiones: 138x45x29cm. Peso: 534 Kg. (Además se utiliza como contrapeso) Duración: 5 años. (Mantenimiento critico) Fuente secundaria de poder: 4 Generadores de diesel. En superficie: Fuente primaria y/o secundaria. En inmersión: Fuente primaria.


ANTECEDENTES

Los operadores desconocen el estado de las celdas

en cada instante. La medición es tediosa, riesgosa e imprecisa. Desconocimiento de falla de celdas en el momento de

producirse. Reportes confusos y borrosos con riesgos de perder

información. En situaciones de carga y descarga el periodo de

muestreo de los valores de los parámetros de las

celdas se reduce.


IMPORTANCIA

Modernización de los sistemas en las unidades. Información de los parámetros en cualquier instante. Información de todos los parámetros, simultáneamente. No existe manipulación de instrumentos de medición. Aviso de acontecimiento de falla. Respaldo de los datos para un análisis posterior. Facilidad del operario de imprimir reportes durante los

procesos de carga y descarga.


SMBDIAGRAMA GENERAL

BATERIA # 1120 CELDAS PARA VOLTAJE

6 CELDAS PARA TEMPERATURA1 SHUNT PARA CORRIENTE







SISTEMA DE MEDICION DE VOLTAJE

SISTEMA DE MEDICION DE CORRIENTE

SISTEMA DE MEDICION DE TEMPERATURA

Interfase con el puerto

serial

Sistema de Visualización

Base de Datos

RS-4854 hilos

RS-4854 hilos

RS-4854 hilos

Cable Naval20x28 hilos



Unidad de monitoreo Computador Industrial


COMPONENTES DE SISTEMA

SISTEMA DE HARDWARE

SISTEMA DE SOFTWARE


SADV

SADV: Sistema de Adquisición de Datos de Voltaje Un solo tablero que aloja las 16 TADV. 16 tarjetas de 32 canales/30 utilizados. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Protección por cada canal, fusibles de 500mA. Resolución de 5mV. Precisión de ±5mV. La TADV utiliza un microcontrolador PIC16F873. Tiempo de exploración/canal = 40mseg.


DETALLES DEL SADV

TABLERO 20 Cables de 14 pares (480 celdas). Conector estándar-mil, para comunicación RS-485. Conector estándar-mil, para alimentación de 120VAC. 1 Fuente interna de 120VAC a +5, +15 y -15Volts. 4 Tarjetas fusibles (nano-fusibles) de 500mA. 2 Tarjetas base, interconectan las 16 TADV. 2 Rack, soporte para las TADV. Utiliza un conector DB-36, voltaje desde las celdas.


DETALLES DEL SADV

TARJETAS TADV Etapa acopladora.

• Opto acoplada.

• 32 Relés de estado sólido.

• 2 Multiplexores de 4 a 16.

• Voltaje de ruptura modo común 1500 V

• Voltaje de ruptura entre canales 800 V


DETALLES DEL SADV

5

67

2

411 IC34B

TL064ACN

810

93

411 IC34C

TL064ACN

D1

1N4004

0.01uF

C6

0.01uF

C5

0.01uFC3

0.01uF

C4

0.01uF

C7

0.1uFC8

0.22uF

C9

0.0

1u

F

C12

0.0

1u

F

C13

0.0

1u

F

C14

0.0

1u

F

C15

0.01uFC1020K

R354.7KR34

15K

R362

31

411

1

IC34A

TL064ACN

20K

POT1

24.3K

R37

0.01uF

C16

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN24

RA3/AN3/VREF5

RA4/T0CKI6

RA5/SS/AN47

RB0/INT21

RB122

RB223

RB324

RB425

RB526

RB627

RB728

RC0/T1OSO/T1CKI11

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC3/SCK/SCL14

RC4/SDI/SDA15

RC5/SDO16

RC617

RC718

VSS8

VSS19

MCLR/VPP1

OSC1/CLKI9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC36

MM74HC4514N

1.2KR42

1.2KR43

1.2KR44

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

180R1

180R2

180R3

180R4

180R5

180R6

180R7

180R8

180R9

180R10

180R11

180R12

180R13

180R14

180R15

180R16

0.01uFC23

-15V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

22

0u

F/5

0V

C20

22

0u

F/5

0V

C21

22

0u

F/5

0V

C22

+5V

330R38

+VISO6

-VISO5

+IN1

-IN3

HVOUT38

CLK/PRET32

LVOUT37

FB4

VCC31

INCOM2

IC33

AD202KY(38)/SIP

0.01uFC2

+15V

1KR33

0.1

nF

/10

00

V

C1

+IN

REF

OP[1..32]OP[1..32]

+15V

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1

OUT5

IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R40

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC37

MM74HC4514N

180R17

180R18

180R19

180R20

180R21

180R22

180R23

180R24

180R25

180R26

180R27

180R28

180R29

180R30

180R31

180R32

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

OP13

OP14

OP15

OP16

OP17

OP18

OP19

OP20

OP21

OP22

OP23

OP24

OP25

OP26

OP27

OP28

OP29

OP30

OP31

OP32

+5V

0.01uFC24

+5V

ABCD

ABCD

ABCD

D2LED RX

D3LED TX

CONFIGURACION DE LOS JUMPER DE LA TARJETA BASE

+RX-RX

+TX-TX

Para la Tarjeta

Pin 10 Pin 9

RC1 RC00 00 11 01 1

T1T2T3T4

Para la Batería

Pin 12 Pin 11

RC3 RC20 00 11 01 1

B1B2B3B4

1202

213

224

235

246

257

268

279

2810291130123113321433153416351736183719

P1

DB37

1

2

8

73

4

6

5

IC1

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC2

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC3

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC4

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC5

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC6

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC7

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC8

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC9

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC10

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC11

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC12

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC13

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC14

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC15

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC16

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC17

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC18

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC19

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC20

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC21

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC22

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC23

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC24

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC25

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC26

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC27

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC28

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC29

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC30

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC31

PS7141-2A

1

2

8

73

4

6

5

IC32

PS7141-2A

J1J2J3J4J5J6J7J8J9J10J11J12J13J14J15J16J17J18J19J20J21J22J23J24J25J26J27J28J29J30J31J32J33

J1

J2+IN

REF

GND

GND

OP1

OP1

J2

J3+IN

REF

GND

GND

OP2

OP2

J3

J4+IN

REF

GND

GND

OP3

OP3

OP[1..32]OP[1..32]

+IN

REF

GND

J4

J5+IN

REF

GND

GND

OP4

OP4

J5

J6+IN

REF

GND

GND

OP5

OP5

J6

J7+IN

REF

GND

GND

OP6

OP6

J7

J8+IN

REF

GND

GND

OP7

OP7

J8

J9+IN

REF

GND

GND

OP8

OP8

J9

J10+IN

REF

GND

GND

OP9

OP9

J10

J11+IN

REF

GND

GND

OP10

OP10

J11

J12+IN

REF

GND

GND

OP11

OP11

J22

J23+IN

REF

GND

GND

OP22

OP22

J21

J22+IN

REF

GND

GND

OP21

OP21

J20

J21+IN

REF

GND

GND

OP20

OP20

J19

J20+IN

REF

GND

GND

OP19

OP19

J18

J19+IN

REF

GND

GND

OP18

OP18

J17

J18+IN

REF

GND

GND

OP17

OP17

J16

J17+IN

REF

GND

GND

OP16

OP16

J15

J16+IN

REF

GND

GND

OP15

OP15

J14

J15+IN

REF

GND

GND

OP14

OP14

J13

J14+IN

REF

GND

GND

OP13

OP13

J12

J13+IN

REF

GND

GND

OP12

OP12

J23

J24+IN

REF

GND

GND

OP23

OP23

J24

J25+IN

REF

GND

GND

OP24

OP24

J25

J26+IN

REF

GND

GND

OP25

OP25

J26

J27+IN

REF

GND

GND

OP26

OP26

J27

J28+IN

REF

GND

GND

OP27

OP27

J28

J29+IN

REF

GND

GND

OP28

OP28

J29

J30+IN

REF

GND

GND

OP29

OP29

J30

J31+IN

REF

GND

GND

OP30

OP30

J31

J32+IN

REF

GND

GND

OP31

OP31

J32

J33+IN

REF

GND

GND

OP32

OP32


DETALLES DEL SADV

TARJETAS TADV Etapa aisladora.

• Amplificador aislador AD202KY.

• Aislamiento Galvánico.


DETALLES DEL SADV

TARJETAS TADV Etapa adaptadora.

• Un amplificador operacional TL064.

• Conjunto de resistencia y capacitores.

5

67

2

411 IC34B

TL064ACN

810

93

411 IC34C

TL064ACN

D1

1N4004

0.01uF

C6

0.01uF

C5

0.01uFC3

0.01uF

C4

0.01uF

C7

0.1uFC8

0.22uF

C9

0.01uF C12

0.01uF C13

0.01uF C14

0.01uF C15

0.01uFC1020K

R354.7KR34

15K

R362

31

411

1

IC34A

TL064ACN

20K

POT1

24.3K

R37

0.01uF

C16

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN24

RA3/AN3/VREF5

RA4/T0CKI6

RA5/SS/AN47

RB0/INT21

RB122

RB223

RB324

RB425

RB526

RB627

RB728

RC0/T1OSO/T1CKI11

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC3/SCK/SCL14

RC4/SDI/SDA15

RC5/SDO16

RC617

RC718

VSS8

VSS19

MCLR/VPP1

OSC1/CLKI9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC36

MM74HC4514N

1.2KR42

1.2KR43

1.2KR44

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

180R1

180R2

180R3

180R4

180R5

180R6

180R7

180R8

180R9

180R10

180R11

180R12

180R13

180R14

180R15

180R16

0.01uFC23

-15V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

+5V

330R38

+VISO6

-VISO5

+IN1

-IN3

HVOUT38

CLK/PRET32

LVOUT37

FB4

VCC31

INCOM2

IC33

AD202KY(38)/SIP

0.01uFC2

+15V

1KR33

0.1nF/1000V

C1

+IN

REF

OP[1..32]OP[1..32]

+15V

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1

OUT5

IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R40

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC37

MM74HC4514N

180R17

180R18

180R19

180R20

180R21

180R22

180R23

180R24

180R25

180R26

180R27

180R28

180R29

180R30

180R31

180R32

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

OP13

OP14

OP15

OP16

OP17

OP18

OP19

OP20

OP21

OP22

OP23

OP24

OP25

OP26

OP27

OP28

OP29

OP30

OP31

OP32

+5V

0.01uFC24

+5V

ABCD

ABCD

ABCD

D2LED RX

D3LED TX


+RX-RX

+TX-TX

Para la Tarjeta

Pin 10 Pin 9

RC1 RC0

0 0

0 1

1 0

1 1

T1

T2

T3

T4

Para la Batería

Pin 12 Pin 11

RC3 RC2

0 0

0 1

1 0

1 1

B1

B2

B3

B4


DETALLES DEL SADV

TARJETAS TADV Etapa de control.

• Un microcontrolador PIC16F873

y un reloj de 20MHz.

5

672

411 IC34B

TL064ACN

810

9 3

411 IC34C

TL064ACN

D1

1N4004

0.01uF

C6

0.01uF

C5

0.01uFC3

0.01uF

C4

0.01uF

C7

0.1uFC8

0.22uF

C9

0.01uF C12

0.01uF C13

0.01uF C14

0.01uF C15

0.01uFC1020K

R354.7KR34

15K

R362

31

411

1

IC34A

TL064ACN

20K

POT1

24.3K

R37

0.01uF

C16

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER

RA0/AN02 RA1/AN13 RA2/AN24 RA3/AN3/VREF5 RA4/T0CKI6 RA5/SS/AN47

RB0/INT21 RB122 RB223 RB324 RB425 RB526 RB627 RB728

RC0/T1OSO/T1CKI 11RC1/T1OSI 12RC2/CCP1 13RC3/SCK/SCL 14RC4/SDI/SDA 15RC5/SDO 16RC6 17RC7 18

VSS 8VSS 19

MCLR/VPP 1

OSC1/CLKI 9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y0 11

Y1 9

Y2 10

Y3 8

Y4 7

Y5 6

Y6 5

Y7 4

Y8 18

Y9 17

Y10 20

Y11 19

Y12 14

Y13 13

Y14 16

Y15 15

VDD 24

GND12

IC36

MM74HC4514N

1.2KR42

1.2KR43

1.2KR44

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

180R1

180R2

180R3

180R4

180R5

180R6

180R7

180R8

180R9

180R10

180R11

180R12

180R13

180R14

180R15

180R16

0.01uFC23

-15V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

+5V

330R38

+VISO 6

-VISO 5

+IN1

-IN3 HVOUT 38

CLK/PRET32

LVOUT 37

FB4

VCC 31INCOM2

IC33

AD202KY(38)/SIP

0.01uFC2

+15V

1KR33

0.1nF/1000V

C1

+IN

REF

OP[1..32]OP[1..32]

+15V

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1 OUT 5IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R40

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y0 11

Y1 9

Y2 10

Y3 8

Y4 7

Y5 6

Y6 5

Y7 4

Y8 18

Y9 17

Y10 20

Y11 19

Y12 14

Y13 13

Y14 16

Y15 15

VDD 24

GND12

IC37

MM74HC4514N

180R17

180R18

180R19

180R20

180R21

180R22

180R23

180R24

180R25

180R26

180R27

180R28

180R29

180R30

180R31

180R32

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

OP13

OP14

OP15

OP16

OP17

OP18

OP19

OP20

OP21

OP22

OP23

OP24

OP25

OP26

OP27

OP28

OP29

OP30

OP31

OP32

+5V

0.01uFC24

+5V

ABCD

ABCD

ABCD

D2LED RX

D3LED TX


+RX-RX

+TX-TX

Para la Tarjeta

Pin 10 Pin 9

RC1 RC0

0 0

0 1

1 0

1 1

T1

T2

T3

T4

Para la Batería

Pin 12 Pin 11

RC3 RC2

0 0

0 1

1 0

1 1

B1

B2

B3

B4


SADC

SADC: Sistema de Adquisición de Datos de Corriente Un solo tablero que aloja las 4 TADC. Un solo canal (mV) por tarjeta. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Resolución de 10A. Precisión de ±10A. La TADC utiliza un microcontrolador PIC16F873.Tiempo de exploración = 40mseg.


DETALLES DEL SADC

TABLERO 4 Cables de 2 pares (4 shunt). Conector estándar-mil, para comunicación RS-485. Conector estándar-mil, para alimentación de 120VAC. 1 Fuente interna de 120VAC a +5, +15 y -15Volts. 1 Tarjetas base, interconectan las 4 TADC. 1 Rack, soporte para las TADC.


DETALLES DEL SADC

TARJETAS TADC Etapa aisladora.

• Amplificador aislador AD202KY.

• Aislamiento Galvánico.

A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16

CONECTOR1A

B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16

CONECTOR1B

C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16

CONECTOR1C

GND

GND

+5V+15V-15V

10KR7

47.5KR6

2.2K

R5

47KR4

178R3

10K

R8

3.3K

R2

100

R1

10K

R17

330R16

10KR15

1KR14

10K

R13

1KR25

1KR11

10K

R10

1KR18

10KR9

123

CON1

0.1uF/100VC1

100KP1

100pF/1KV

C2

0.01uFC3

+15V

2

31

411

A

IC7ATL064D

411

5

67B

IC7BTL064D

411

10

98C

IC7CTL064D

411

12

1314D

IC7DTL064D

0.01uF

C4

0.01uF

C5

+15V

-15V

+VISO 6

-VISO 5

+IN1

-IN3 HVOUT 38

CLK/PRET32

LVOUT 37

FB4

VCC 31INCOM2

U1

AD202KY(38)/SIP

100KP2

10KP3

+15V

10K

R12

0.01uF

C7

0.01uF

C6

+15V

-15V

2

31

84

A

IC8ATL062D D1

1N4007

Q12N3904

+5V

1VR 2IC9

ZR285

1VR 2IC10

ZR285




VSS 8VSS 19

MCLR/VPP 1

OSC1/CLKI 9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC1

PIC18F252

GND

0.01uFC10

0.01uFC9

0.01uFC8

330

R19

330R20

4 8

EN1 OUT 5IC2

MX045HST

+5V

+5V

330R21

D2

+5VDI4 RO 1

DE3 DO/RI 6

RE2 DO/RI 7

58

IC3DS75176BT

1KR22

330R23

D3

DI4 RO 1

DE3 DO/RI 6

RE2 DO/RI 7

58

IC4DS75176BT

+5V

1KR24 +15V -15V +5V

220uF

C13220uFC14

220uF

C15

+5V+15V-15V GND

-15V+15V+5V

GND

GND

+5V+15V-15V

GND

GND

GND

+5V+15V-15V

GND

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

+5V

0.01uF

C12

+5V

0.01uF

C11

+5V

Entrada de señal en mV dada por el SHUNT

Amplificador de ganancia aproximadamente 23 A=(1+47.5/2.2)

Aislador A=1

-7.5 V+7.5 V

E S1S2

S3S4

+ -

+

-

+

-

Si E>0mV --> 0VSi E<0mV --> 5V

0V --> Celdas en proceso de descarga5V --> Celdas en proceso de carga

Si E= 30mV --> S3= 2.930VSi E= 50mV --> S3= 4.883V

Si E= -30mV --> S4= 2.930VSi E= -50mV --> S4= 4.883V

Para esto calibro P2

Señal digital para PIC

Con este nivel de referencia logro trabajarfuera de los umbrales del Amplificador

Aqui debo tener -25mV, para esto calibro P1

Comparador con Vref= 0

+

-

1

2

8

73

4

6

5

IC6

PS7141-2A

CONFIGURACION DE LOS JUMPER DE LA PLACA BASE

RC1 RC0

0

10

1 1

10

0

B1B2B3B4

Para la Batería


DETALLES DEL SADC

TARJETAS TADC Etapa adaptadora.

• Amplificador operacional

TL064.

• 2 reguladores de precisión

de voltaje ZR285.

A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16

CONECTOR1A

B1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16

CONECTOR1B

C1C2C3C4C5C6C7C8C9C10C11C12C13C14C15C16

CONECTOR1C

GND

GND

+5V+15V-15V

10KR7

47.5KR6

2.2K

R5

47KR4

178R3

10K

R8

3.3K

R2

100

R1

10K

R17

330R16

10KR15

1KR14

10K

R13

1KR25

1KR11

10K

R10

1KR18

10KR9

123

CON1

0.1uF/100VC1

100KP1

100pF/1KV

C2

0.01uFC3

+15V

2

31

411

A

IC7ATL064D

411

5

67

B

IC7BTL064D

411

10

98

C

IC7CTL064D

411

12

1314

D

IC7DTL064D

0.01uF

C4

0.01uF

C5

+15V

-15V

+VISO6

-VISO5

+IN1

-IN3

HVOUT38

CLK/PRET32

LVOUT37

FB4

VCC31

INCOM2

U1

AD202KY(38)/SIP

100KP2

10KP3

+15V

10K

R12

0.01uF

C7

0.01uF

C6

+15V

-15V

2

31

84

A

IC8ATL062D D1

1N4007

Q12N3904

+5V

1VR

2IC9

ZR285

1VR

2IC10

ZR285

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN24

RA3/AN3/VREF5

RA4/T0CKI6

RA5/SS/AN47

RB0/INT21

RB122

RB223

RB324

RB425

RB526

RB627

RB728

RC0/T1OSO/T1CKI11

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC3/SCK/SCL14

RC4/SDI/SDA15

RC5/SDO16

RC617

RC718

VSS8

VSS19

MCLR/VPP1

OSC1/CLKI9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC1

PIC18F252

GND

0.01uFC10

0.01uFC9

0.01uFC8

330

R19

330R20

4 8

EN1

OUT5

IC2

MX045HST

+5V

+5V

330R21

D2

+5VDI

4RO

1

DE3

DO/RI6

RE2

DO/RI7

58

IC3DS75176BT

1KR22

330R23

D3

DI4

RO1

DE3

DO/RI6

RE2

DO/RI7

58

IC4DS75176BT

+5V

1KR24 +15V -15V +5V

220uF

C13220uFC14

220uF

C15

+5V+15V-15V

GND-15V+15V+5V

GND

GND

+5V+15V-15V

GND

GND

GND

+5V+15V-15V

GND

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

+RX-RX+TX-TX

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

RC0RC1RC2

+5V

0.01uF

C12

+5V

0.01uF

C11

+5V

Aislador A=1

-7.5 V+7.5 V

E S1S2

S3S4

Sumador Inversor

Amplificador Inversor A= - 10. Acoplador

Si E= 0mV --> S3= 0V para esto calibro P3

+ -

+

-

+

-


0V --> Celdas en proceso de descarga5V --> Celdas en proceso de carga

Si E= 30mV --> S3= 2.930VSi E= 50mV --> S3= 4.883V

Si E= -30mV --> S4= 2.930VSi E= -50mV --> S4= 4.883V


Señal digital para PIC

Con este nivel de referencia logro trabajarfuera de los umbrales del Amplificador

Aqui debo tener -25mV, para esto calibro P1


+

-

1

2

8

73

4

6

5

IC6

PS7141-2A

CONFIGURACION DE LOS JUMPER DE LA PLACA BASE

RC1 RC0

0

10

1 1

10

0

B1B2B3B4

Para la Batería


DETALLES DEL SADC

10K

R17

330R16

1KR14

10K

R13

1KR18

411

12

1314

D

IC7DTL064D

10K

R12

0.01uF

C7

0.01uF

C6

+15V

-15V

2

31

84

A

IC8ATL062D D1

1N4007

Q12N3904

+5V

330

R19

330R20

S4

Amplificador Inversor A= - 1

Transistor trabaja en corte y saturacion

Voltaje de entrada al PIC / A - D


Si E= 30mV --> S3= 2.930VSi E= 50mV --> S3= 4.883V

Si E= -30mV --> S4= 2.930VSi E= -50mV --> S4= 4.883V



1

2

8

73

4

6

5

IC6

PS7141-2A

TARJETAS TADC Etapa comparadora.

• Amplificador operacional TL064.

• 1 Relé de estado sólido.

• 1 Transistor 2N2222.


SADT

SADT: Sistema de Adquisición de Datos de Temperatura

TADT 8 tarjetas de adquisición de datos de temperatura. 60 canales por cada tarjeta. Tarjeta de comunicación RS-485 y protocolo puntual. Alimentación de +5Volts, +15Volts y -15Volts. Resolución de 0.1ºC. Precisión de ± 0.1ºC. Cada TADT utiliza un transmisor de temperatura TX92. La TADV utiliza un microcontrolador PIC16F873. Tiempo de exploración/canal = 10mseg.


DETALLES DEL SADT

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y0 11

Y1 9

Y2 10

Y3 8

Y4 7

Y5 6

Y6 5

Y7 4

Y8 18

Y9 17

Y10 20

Y11 19

Y12 14

Y13 13

Y14 16

Y15 15

VDD 24

GND12

IC36

MM74HC4514N

0.01uFC23

+5V

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y0 11

Y1 9

Y2 10

Y3 8

Y4 7

Y5 6

Y6 5

Y7 4

Y8 18

Y9 17

Y10 20

Y11 19

Y12 14

Y13 13

Y14 16

Y15 15

VDD 24

GND12

IC37

MM74HC4514N

180R49

180R50

180R51

180R52

180R53

180R54

180R55

180R56

180R57

180R58

180R59

180R60

180R61

180R62

180R63

180R64

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

OP13

OP14

OP15

OP16

0.01uFC24

+5V

1

2

8

73

4

6

5

IC1

PS7141-2A

GND

GND

1

2

8

73

4

6

5

IC2

PS7141-2A

GND

GND

OP1

OP1

OP16

OP16

Conjunto de 16 Relés de Estado Solido

1

2

8

73

4

6

5

IC49

PS7141-2A

GND

GND

1

2

8

73

4

6

5

IC64

PS7141-2A

GND

GND

OP49

OP49

OP64

OP64

Conjunto de 16 Relés de Estado Solido

OP49

OP50

OP51

OP52

OP53

OP54

OP55

OP56

OP57

OP58

OP59

OP60

OP61

OP62

OP63

OP64

180R17

180R18

180R19

180R20

180R21

180R22

180R23

180R24

180R25

180R26

180R27

180R28

180R29

180R30

180R31

180R32

PIN A1

PIN A2

PIN A1

PIN A2

Conector 62 pines x 3 Filas

1

2

8

73

4

6

5

IC65

PS7141-2AGND

RTD-R1RTD-R1

RTD-B1

RTD-R16RTD-R16

RTD-B16

RTD

PIN A1

PIN A2

PIN A1

PIN A2

Conector 62 pines x 3 Filas

RTD-R49RTD-R49

RTD-B49

RTD

PIN CMN

A[0..3]

A0A1A2A3

A0A1A2A3

RC0

RA3

RC1

RC2

RC3

RA5 180R16

RTD-R64RTD-R64

RTD-B64

RTD

TARJETAS TADT Etapa acopladora.

• Opto acoplada.

• 61Relés de estado sólido.

• 4 Multiplexores de 4 a 16.


DETALLES DEL SADT

0.01uF

C16

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER




VSS 8VSS 19

MCLR/VPP 1

OSC1/CLKI 9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

1.2KR13

1.2KR14

1.2KR15

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

330R11

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1 OUT 5IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R12

+5V

D2LED RX

D3LED TX

+RX-RX

+TX-TX

10KR3

10K

R5

5.1KR2

1KR6

1KR8

5.1K

R7

5.9KR4

2

31

411

A

IC7ATL064D

411

5

67B

IC7BTL064D

411

10

98C

IC7CTL064D

0.01uF

C1

0.01uF

C2

+15V

-15V

10KP1

10KP3

+15V

1VR 2IC9

ZR285

1VR 2IC10

ZR285

Aislador A=1

0.22uFC3

0.47uF

C4

6.34K

R9

10.7K

R10

250R1

+15V

PIN CMN

PIN A2

PIN A1

1

2

3

4

5

411

12

1314D

IC7DTL064D

TX92

RA5

RA3

RC

0R

C1

RC

2R

C3

A[0..3]

A0A1A2A3

TARJETAS TADT Etapa de conversión.

• Transmisor de temperatura Omega TX92.

• Relación de -18º a 93ºC (0º a 200ºF) 4 – 20mA.


DETALLES DEL SADT

TARJETAS TADT Etapa adaptadora.

• Amplificador operacional TL064.

• Reguladores de precisión de voltaje ZR285.

0.01uF

C16

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN24

RA3/AN3/VREF5

RA4/T0CKI6

RA5/SS/AN47

RB0/INT21

RB122

RB223

RB324

RB425

RB526

RB627

RB728

RC0/T1OSO/T1CKI11

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC3/SCK/SCL14

RC4/SDI/SDA15

RC5/SDO16

RC617

RC718

VSS8

VSS19

MCLR/VPP1

OSC1/CLKI9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

1.2KR13

1.2KR14

1.2KR15

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

330R11

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1

OUT5

IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R12

+5V

D2LED RX

D3LED TX

+RX-RX

+TX-TX

10KR3

10K

R5

5.1KR2

1KR6

1KR8

5.1K

R7

5.9KR4

2

31

411

A

IC7ATL064D

411

5

67

B

IC7BTL064D

411

10

98

C

IC7CTL064D

0.01uF

C1

0.01uF

C2

+15V

-15V

10KP1

10KP3

+15V

1VR

2IC9

ZR285

1VR

2IC10

ZR285

Aislador A=1 Sumador Inversor

Amplificador Inversor

0.22uFC3

0.47uF

C4

6.34K

R9

10.7K

R10

250R1

+15V

PIN CMN

PIN A2

PIN A1

1

2

3

4

5

411

12

1314

D

IC7DTL064D

TX92

RA5

RA3

RC

0R

C1

RC

2R

C3

A[0..3]

A0A1A2A3


DETALLES DEL SADT

TARJETAS TADT Etapa de control.

• Un microcontrolador PIC16F873.

• Un reloj de 20MHz.

0.01uF

C16

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER




VSS 8VSS 19

MCLR/VPP 1

OSC1/CLKI 9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

1.2KR13

1.2KR14

1.2KR15

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

330R11

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1 OUT 5IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2 RO1

VCC8

GND 5DE3

DO/RI 6

DO/RI 7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R12

+5V

D2LED RX

D3LED TX

+RX-RX

+TX-TX

10KR3

10K

R5

5.1KR2

1KR6

1KR8

5.1K

R7

5.9KR4

2

31

411

A

IC7ATL064D

411

5

67B

IC7BTL064D

411

10

98C

IC7CTL064D

0.01uF

C1

0.01uF

C2

+15V

-15V

10KP1

10KP3

+15V

1VR 2IC9

ZR285

1VR 2IC10

ZR285

Aislador A=1

0.22uFC3

0.47uF

C4

6.34K

R9

10.7K

R10

250R1

+15V

PIN CMN

PIN A2

PIN A1

1

2

3

4

5

411

12

1314D

IC7DTL064D

TX92

RA5

RA3

RC

0R

C1

RC

2R

C3

A[0..3]

A0A1A2A3


DETALLES DEL SADT

TARJETAS TADT Etapa de transmisión y recepción.

• 2 Transceiver (transmisor-receptor) DS75176B.

5

67

2

411 IC34B

TL064ACN

810

93

411 IC34C

TL064ACN

D1

1N4004

0.01uF

C6

0.01uF

C5

0.01uFC3

0.01uF

C4

0.01uF

C7

0.1uFC8

0.22uF

C9

0.01uF C12

0.01uF C13

0.01uF C14

0.01uF C15

0.01uFC1020K

R354.7KR34

15K

R362

31

411

1

IC34A

TL064ACN

20K

POT1

24.3K

R37

0.01uF

C16

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC39

DS75176BTN

12

D5-15V

12

D4+15V

1 23 4

JP1

JUMPER

RA0/AN02

RA1/AN13

RA2/AN24

RA3/AN3/VREF5

RA4/T0CKI6

RA5/SS/AN47

RB0/INT21

RB122

RB223

RB324

RB425

RB526

RB627

RB728

RC0/T1OSO/T1CKI11

RC1/T1OSI12

RC2/CCP113

RC3/SCK/SCL14

RC4/SDI/SDA15

RC5/SDO16

RC617

RC718

VSS8

VSS19

MCLR/VPP1

OSC1/CLKI9

OSC2/CLKO10

VDD20

IC35

PIC18F252 0.01uFC18

0.01uFC19

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC36

MM74HC4514N

1.2KR42

1.2KR43

1.2KR44

SW1

SW-3PDT12

D6+5V

180R1

180R2

180R3

180R4

180R5

180R6

180R7

180R8

180R9

180R10

180R11

180R12

180R13

180R14

180R15

180R16

0.01uFC23

-15V

+5V

+5V+5V

+15V

-15V

+5V

220uF/50V

C20

220uF/50V

C21

220uF/50V

C22

+5V

330R38

+VISO6

-VISO5

+IN1

-IN3

HVOUT38

CLK/PRET32

LVOUT37

FB4

VCC31

INCOM2

IC33

AD202KY(38)/SIP

0.01uFC2

+15V

1KR33

0.1nF/1000V

C1

+IN

REF

OP[1..32]OP[1..32]

+15V

12345

789101112131415

1718192021222324

262728293031

6

16

25

32

P2

CONN DIN 32

0.01uFC11

+5V4 8

EN1

OUT5

IC38

MX045HST

0.01uF

C17

RE2

RO1

VCC8

GND5

DE3

DO/RI6

DO/RI7

DI4

IC40

DS75176BTN

+5V

+5V

330R40

STB1

A2

B3

C21

D22

INH23

Y011

Y19

Y210

Y38

Y47

Y56

Y65

Y74

Y818

Y917

Y1020

Y1119

Y1214

Y1313

Y1416

Y1515

VDD24

GND12

IC37

MM74HC4514N

180R17

180R18

180R19

180R20

180R21

180R22

180R23

180R24

180R25

180R26

180R27

180R28

180R29

180R30

180R31

180R32

OP1

OP2

OP3

OP4

OP5

OP6

OP7

OP8

OP9

OP10

OP11

OP12

OP13

OP14

OP15

OP16

OP17

OP18

OP19

OP20

OP21

OP22

OP23

OP24

OP25

OP26

OP27

OP28

OP29

OP30

OP31

OP32

+5V

0.01uFC24

+5V

ABCD

ABCD

ABCD

D2LED RX

D3LED TX


+RX-RX

+TX-TX

Para la Tarjeta

Pin 10 Pin 9

RC1 RC0

0 0

0 1

1 0

1 1

T1

T2

T3

T4

Para la Batería

Pin 12 Pin 11

RC3 RC2

0 0

0 1

1 0

1 1

B1

B2

B3

B4


SADT

PLC Único tablero PLC+módulos. CPU 1747 5/03. 6 modulo con 4 entradas de RTD 1746-NR4. Sobre una red RS-485 y protocolo DH-485. Alimentación del PLC con 120 VAC. Resolución de 0.1ºC. Precisión de ± 0.1ºC.


PROGRAMA DE MONITOREO

HMIPrograma Principal

Estado Valores HistóricoAlarmaReporte



Programa desarrollado en LabView 7. Diseñado exclusivamente para tesis. Adquiere datos de 16 TADV y 4 TADC. Muestra información de 2 TADV y 2 TADC. La integración con el sistema físico, es por medio del

puerto serie RS-232. Periodo de interrogación por tarjeta = 5seg. Los valores son almacenados en una base de datos

(SQL-2000) Tipo de comunicación: Interroga-respuesta.



Subprogramas: Estado: Programa de visualización del estado de las

celdas y valor de corriente. Valores: Programa de visualización de los valores de

voltaje. Histórico: Programa de visualización de los valores

históricos de voltaje de las 60 celdas, y corriente. Alarma y Reporte: Configura el nivel de alarma para

voltaje y corriente.


HMIPROGRAMA PRINCIPAL

Programa principal. Contenedor para los subprogramas. Orientado a eventos. Inicia y detiene, la lectura del puerto serie. Parada general. Acceso a los subprogramas mediante menús.


HMIPROGRAMA PRINCIPAL


HMISUBPROGRAMA ESTADO

Muestra rápidamente el estado de la celda. Visualiza los valores de corriente. Indica el estado de la tarjeta.




HMISUBPROGRAMA VALORES

Diagrama de barras. Interruptor virtual, conmuta la lectura entre las tarjetas. Celda con valor mínimo y máximo. Valores de las celdas. Niveles en líneas horizontales.




HMISUBPROGRAMA HISTORICO

Consulta a la base de datos, de voltaje y corriente. Interruptor virtual, conmuta la lectura entre las tarjetas. Controles de visualización por celda para cada tarjeta. Selección del intervalo de fecha. Diagrama de curvas históricas. Eje “Y” en voltaje y eje “X” en fecha.


HMISUBPROGRAMA HISTORICO


HMI SUBPROGRAMA HISTORICO


HMISUBPROGRAMA REPORTES


CONCLUCION

Los microcontroladores son dispositivos sumamente flexibles, y adaptables

a la mayoría de las aplicaciones y ambientes. Junto a un buen diseño electrónico, con los dispositivos correctos y

dimensionados adecuadamente, el sistema electrónico cumplen con las

características iniciales propuestas. Los campos de aplicación en el Ecuador para microcontroladores son muy

amplios, esto debido a que el costo de equipos especiales (dedicados) es

alto por la falta de mercado tecnológico local y cantidad de clientes. Se debe tener extremado cuidado al proponer una solución de escala

mediana a grande basado en microcontrolador, debido a la falta de

dispositivos adecuados dentro del mercado Ecuatoriano. Estoy podría

ocasionar grandes atrasos e inclusive modificaciones de diseño.


CONCLUCION

Ecuador posee tecnología adecuada en el diseño y construcciones de tarjetas electrónicas que no involucre dispositivos de alta densidad.

LabView actualmente representa un medio de programación con grandes características para adquisición y visualización de datos. Para ingenieros que no tengan un amplio conocimiento en lenguaje de programación estructurada, como Visual o C. Labview representa una fuerte herramienta de simulación, prueba y diseño final. Para aplicaciones que implican diseño electrónico y comunicación con equipos no convencionales, labview es quizás una de las herramientas mas novedosas y aplicables en todo las fases hasta el producto final.


CONCLUCION

Si bien cierto que LabView es muy poderoso y adaptable a cualquier

aplicación, los programas SCADA son pensados en las distintas formas de

mostrar el estado, valores y situaciones de alarmas de los datos y por lo tanto

poseen características que los hacen muy adecuados, antes de un desarrollo

bajo LabView. Para aplicaciones donde involucre un alto grado de variables y datos es

recomendable utilizar algún software SCADA conocido.


FINAL

GRACIAS

Documents

Tesis: Miguel Merino, Víctor MerinoVISUALIZACIÓN Y MONITOREO DE BATERÍAS INICIO ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL TESIS SISTEMA DE MONITOREO Y VISUALIZACIÓN