En 1998 empecé mi vida profesional dentro de IS3i empresa de servicios de tecnología industrial (IT) del grupo SEO. Esta empresa colaboradora de National Instruments ofrecía la capacidad de sus ingenieros para desarrollar bancos de pruebas. He hecho mis primeros softwares dedicados a la prueba y medición, adquisición y control de instrumentos con LabVIEW, TestStand y LabWindows / CVI.
En 2001, me convertí en responsable de proyecto: actué en pre-venta para la preparación de propuestas técnicas y financieras, sino también para el seguimiento y gestión de proyectos, la definición de perfiles y la creación de equipos de ingenieros y especificación de los materiales a los contratistas. Durante este período, la compañía se unió al grupo Brime technologies, la entidad IS3i quedo presente dentro del grupo.
En 2003, tomé la dirección técnica de la entidad IS3i dentro el grupo Assystem France. A continuación, se suma a mi experiencia: la contratación de ingenieros para integrar los equipos, la dirección del cuerpo técnico con evaluaciones anuales, la gestión de proyectos más amplios y las operaciones financieras con clientes y proveedores. Por razones históricas y relacionales, tuve a cargo las cuentas por cobrar de Zodiac Aerospace y Schlumberger con la dirección de ingenieros y técnicos colocados en la asesoría técnica.
A lo largo de esas experiencias, me dí a la tarea de mantener una fuerte capacidad técnica de modo que decidí en 2005 de volar por mi cuenta, ofreciendo mi experiencia como asesor independiente.
Instrumentación: PXI, tarjetas matrice de conmutación, multímetro, DIO, MXI3, GPIB y PCI (bus VAN y bus I2C), GPIB (generador audio AM/FM Panasonic, analizador audio ROHDE & SCHWARZ, fuente de alimentación de corriente continua)
Establecido en México, puedo intervenir en América Latina y del Norte, Europa (España, Francia…) y todo el mundo. Mis actividades hacen que viaje un promedio de 100 000 km por año. Hablo español, ingles y francés.
Son librerías de controles gráficos y funciones para el desarrollo rápido de soluciones industriales o laboratorios a base de la tecnología .NET directamente explotable con Visual Studio, para tener la potencia de las herramientas de National Instruments, funciones informáticas e instrumentación, con C++, C# o Visual BASIC.
Entorno de desarrollo
El entorno de desarrollo es el de Microsoft Visual Studio, Measurement Studio es un add-on. Se puede acceder a las funcionalidades añadidas desde:
la caja de herramientas: componentes gráficos dedicados al control de instrumentos y la representación de las medidas para el desarrollo de interfaz de usuarios.
bibliotecas de clases para el análisis y el tratamiento de los datos, la comunicación con los instrumentos (VISA, GPIB …), variables compartidas en la red, Datasocket, gráficos 3D, la comunicación Excel o Word, la generación de informes,…
Especificación de un sistema de supervisión del control de calidad de la arena en salida de maquina de excavación para la producción de concreto (ver el articulo detallado).
Técnica:
Herramientas: LabVIEW, Module LabVIEW Datalogging and Supervisory Control (DSC)
Instrumentación: Controladores lógicos programables (PLC Siemens, Mitsubishi, Twido) por OPC, RS 232, compact Fieldpoint, DIO, DAQ
Entorno de desarrollo integrado para el lenguaje C enfocado en la realización de sistemas de control, prueba, medición, instrumentación, simulación, análisis matemática y mecatrónica . Así pues, es posible aprovecharse a la vez de la potencia y la precisión de lenguaje C y también de las bibliotecas de funciones dedicadas a la instrumentación y al tratamiento de la señal de Nacional Instrumentos. LabWindows/CVI ofrece lo mismo que LabVIEW pero con la fuerza y aventajas del lenguaje C (ver el articulo “Measurement Studio” para usar el lenguaje C++, C# o visual basic).
Utilizar a LabWindows/CVI es la garantía de un desarrollo sólido y de una solución perenne. Observe más bien las siguientes ventajas:
controles gráficos especializados para la industria y la medición científica,
desarrollo simplificado de interfaz gráfica de usuario,
funciones de análisis y tratamientos integradas,
acceso a los instrumentos facilitado gracias a la funciones dedicadas y a los asistentes,
programación en lenguaje C, lenguaje con potencia, conocido por todos (todas las escuelas de ingenieros y técnicos lo enseñan),
acceso al SDK de Windows para la evolución muy específica.
Entorno de desarrollo integrado (IDE)
La interfaz del entorno de desarrollo de LabWindows/CVI es similar a los otros IDE, como Visual Studio por ejemplo.
Interfaz del entorno de desarrollo de LabWindows/CVI, aquí con el editor de código C
El contiene las funciones que nos gustamos tener:
un panel de proyectos (izquierda superior) que contiene una arborescencia del o de los proyectos afectados por el desarrollo y sus archivos;
un panel de las librerías y drivers de instrumentos (izquierda inferior)
un panel principal multi-usos :
editor de los archivos de código C (como en la ilustración arriba) con coloreado de sintaxis, complemento automático de instrucciones,…
editor de interfaz gráfica (como la ilustración de abajo)
editor de “function panel” (ayuda a la programación y documentación para el uso de los drivers y otros componentes de software)
navegador de código de fuente
watch y view de las variables con visualización avanzada: por ejemplo se puede ver las vectores (array) numéricos en forma de gráficos
lista de los módulos cargados en memoria (DLL para Windows) durante la ejecución del código de fuente
lista de los hilos de ejecución (threads)
lista de la pila de funciones
editor de la memoria
Interfaz del entorno de desarrollo de LabWindows/CVI, aquí el editor de interfaz gráfica
Librerías
Navegando por el menú de las bibliotecas (véase en contra), observamos la presencia de lo que se necesita para desarrollar aplicaciones modernas, pero muchas funciones para:
la comunicación con la tarjetas de adquisiciones (traditional NI-DAQ y NI-DAQmx),
el apoyo de los protocolos y estándares utilizados en la instrumentación (VXI, GPIB, RS-232, CAN, VISA, IVI),
el intercambio de datos a través de la red (TCP, UDP, Internet, Network Variable),
la comunicación con otros componentes de software (DDE, ActiveX, DIAdem Connectivity, .NET)
el almacenamiento masivo de datos (TDM Streaming)
programación en tiempo real (Real-Time Utility)
tratamiento y análisis de los datos (Advanced Analysis)
los asistentes para el uso de las funciones del lenguaje C (AINSI C),
el tratamientos simplificado de las cadenas de caracteres y archivos (Formatting and I/O),
la gestión de interfaces gráficas (User Interface)
Asistentes
LabWindows/CVI también tiene varios asistentes (véase en contra) que facilitará en gran medida el desarrollo de aplicaciones industriales y científicas:
creación de tareas para comunicarse con un instrumento,
creación de tareas para la adquisición,
creación de drivers IVI.
sino también asistentes para la comunicación con otros componentes de software:
Este sistema se utiliza para calibrar sondas de medida del petróleo. Las sondas así calibradas permiten el análisis con precisión de los distintos componentes del petróleo dentro de los pozos.
Ejemplo de sonda de petroleo
El sistema de calibración mide el comportamiento, en presión y temperatura, de las sondas durante una semana a un mes. Se salvaguardan todas las medidas en una base de datos para análisis y la creación de reportes.
Pantalla del programa de medida
Tecnología material:
El sistema esta formado por una PC que dialoga con las sondas por medio del puerto serie. Se conecta también a los instrumentos de medida del banco por GPIB.
El banco de medida contiene los siguientes módulos:
Fuentes de alimentación
Contador
Switches Matriz
Multímetro
Barómetro
Generador de presión
Generador de temperatura
Tecnología informática
Sistema operativo: Windows Programa de medición: lenguaje C con NI LabWindows/CVI Programa de análisis: Visual Basic, MS ACCESS, ODBC, SQL Reportes: MS EXCEL, PDF
¿Como eso funciona?
El programa de medida controla las temperaturas y presiones generadas en los pozos de petroleo de simulacion. Las sondas que deben calibrarse, situadas en estos pozos de simulacion, envian datos al programa. Los datos se guardan en una base de datos. Al final de la campana de mediciones, se analizan los datos disponibles en la base de datos y se generan reportes graficos (al formato Excel o PDF).
Este banco de prueba por visión tiene una función doble en maquiladoras de camiones:
guía el operador para colocar los fusibles y reveladores opcionales en el bloque de acuerdo con el numero de serie del camión
prueba por visión el bloque para verificar que los fusibles y reveladores opcionales como estándares están en su lugar de acuerdo con el modelo de camión.
Banco de pruebas por visión de caja de fusibles
Descripción
El banco de pruebas por visión de caja de fusibles esta constituido de:
cámara industrial de alta calidad
luz LED de alta potencia
estructura metálica
fixtura inclinada para colocar la caja de fusibles
sensores para verificar el buena posición de la caja de fusibles
torreta de luz rojo/ámbar/verde para indicar el estado del banco de pruebas
gabinete para proteger la computadora y componentes eléctricos y electronico del uso industrial
monitor táctil
computadora y software de adquisición y análisis vídeo motorizado por LabVIEW
El banco de pruebas por visión de caja de fusibles funciona en dos modos:
modo de producción: es el modo del operador. Muestra en la pantalla los componentes opcionales para guiar el operador. Verifica los datos de identificación de la etiqueta como el numero de serie y modelo. Las especificaciones de los componentes son extractos de la base de datos de producción. Al fin de la prueba una etiqueta son el numero de serie y el resultado esta imprimida para trazabilidad visual. También un archivo de resultados esta generado y sincronizado con la red.
modo de mantenimiento: es el modo del técnico. Permite la calibración y aprendizaje de los componentes, verifica la sincronización con la base de datos de producción.
Este sistema permite el estudio de los sistemas frigoríficos y probar en la practica los cálculos termodinámicos aplicados a la refrigeración. La particularidad es que se puede manejar desde Internet con un navegador como Internet Explorer, Firefox o Chrome.
Consiste en dos cuartos fríos con evaporador individual pero con un circuito compartido de fluido refrigerante tipo R134a (compresor, condensador…).
El control y la configuración del sistema se hace de dos maneras:
con un panel de control : pulsador, switch, pantalla digital
con un controlador lógico programable industrial de tipo PAC (programmable automation controller) Compact Fieldpoint de National Instruments
El Compact Fielpoint agrega la función de control remoto por Internet, la visualización de las curvas de temperatura del aire, del fluido refrigerante y su presión, las potencias y todo eso en diferentes puntos para entonces calcular las características termodinámicas del sistema frigorífico como la entalpía, la entropía, el diagrama de Mollier y los rendimientos.
El sistema frigorífico con su panel de control y el circuito del fluido refrigerante
Hardware
El software esta embebido en un modulo controlador Compact Fieldpoint de National Instruments lo cual tiene un conector RJ45 Ethernet que permite conectarlo a la red; gracias a eso, el software desarrollado en la computadora con LabVIEW se descarga por medio del FTP del controlador Compact Fieldpoint y se comunica con este software por intermedio de las variables compartidas publicadas en la red (shared variable). Se usan módulos de entradas y salidas digitales, analógicos y relés para enviar ordenes (si/no, velocidad del compresor, electroválvulas para el fluido refrigerante, ventiladores del condensador y de los evaporadores, luces y calentadores de los cuartos fríos), y la adquisición de las mediciones. La potencia consumida se mide con el vatímetro incluido en el regulador. Ese regulador comunica unicamente con el protocolo Jbus (una implementación del Modbus) por eso se usa el puerto RS-232 del controlador Compact Fieldpoint en lo cual se conecta un convertidor RS-232 <–> RS-485. Una tarjeta Ethernet manejada por el software del controlador aumenta el numero de relés del sistema.
El sistema frigorífico con los módulos Compact Fieldpoint en azul con LabVIEW tiempo real embebido. Se ve en el lado derecho las puertas de los dos cuartos fríos.
Software
LabVIEW para el desarrollo (programación y compilación) del software embebido en el controlador Compact Filedpoint
LabVIEW RT: modulo que permite desarrollar, en LabVIEW, software embebidos para componentes tiempo real como Compact Fieldpoint o Compact RIO de National Instruments
Sistema operativo del Compact Fieldpoint: OS tiempo real Phar Lap ETS de IntervalZero (grupo Citrix)
Servidor HTTP embebido en el controlador Compact Fieldpoint para publicar una pagina flash permitiendo a un navegador web (Firefox, Internet Explorer…) poner en la pantalla los controles gráficos y la curvas
Servidor FTP embebido embebido en el controlador Compact Fieldpoint para descargar los archivos compilados del software y sus archivos de configuración y de datos
Pantalla del software desarrollado en LabVIEW, embebido en el controlador del autómata Compact Fieldpoint de National Instruments. Se muestra esta pantalla en el navegador web como aquí en Google Chrome por medio de Internet.
Como funciona
El usuario tiene la posibilidad de eligir, por medio de un conmutador, de usar el regulador del panel de control (modo local) o el estudio y la regulación con el Compact Fieldpoint, llamado modo remoto con lo cual se puede ver todas las mediciones, características, curvas y resultados de cálculos de entalpía, entropía, diagrama de Mollier y los rendimientos conectándose al controlador por medio de un navegador web. Una luz se prende cuando un usuario remoto toma el control para cambiar las configuraciones de temperatura, velocidad o otras ordenes. Se puede recordar todos las mediciones y exportar en Excel. Del mismo modo se puede recargar esos archivos en el sistema para simular el sistema frigorífico sin prenderlo. Hasta 20 usuarios pueden conectarse al sistema para ver la pantalla pero solamente uno a la ves puede tener el control remoto .
Presentación vídeo
Las vídeos siguientes fueron grabadas durante una conferencia que di en una universidad de México. Presentan como funciona el sistema frigorífico al nivel del hardware y del software. Para ver toda la conferencia (mas de una hora), visita mi blog.
