Módulo didactico para el control de posición y temperatura en cilindros hidráulicos

Abstract

El movimiento de objetos con gran tamaño o peso es una acción que se encuentra presente en la construcción, minería, industria maderera, trasbordadores espaciales, en la extracción de hidrocarburos, entre otros rubros. Esta acción no sería posible solo con fuerza humana, sino también con el apoyo de mecanismos hidráulicos. Los elementos principales de un mecanismo hidráulico son el pistón o actuador y el cilindro. El primero es quien se encarga de transmitir la fuerza proveniente de la presión ejercida dentro del cilindro hidráulico. Se representa el diseño de un módulo oleohidráulico de laboratorio que permita al usuario estudiar a la oeohidráulica a fin de buscar mayor eficiencia en los distintos procesos industriales. Como mayor durabilidad de los equipos, precisión, velocidad y seguridad. El sistema oleohidráulico consiste en un cilindro hidráulico cuyo pistón se encarga de desplazar una carga compuesta por pesas de metal hasta la posición ingresada por el usuario. Esta posición es verificada mediante un sensor de proximidad El sistema cuenta con dos tipos de sensores los cuales son los encargados de registrar datos en tiempo real. El recorrido del pistón se mide por medio de un sensor ultrasónico ubicado cerca del cilindro y en el mismo plano que el de la base del pistón. La temperatura se mide gracias a un sensor PT100 instalado dentro del tanque hidráulico en contacto directo con el aceite. El ensayo de laboratorio es automatizado y controlado por el software LABVIEW y por el microcontrolador ARDUINO UNO; ambos trabajan en conjunto. A través del software se pueden ingresar valores como el recorrido deseado y las constantes del control PID (Kp, Ki y Kd). El software gobernará el funcionamiento del ensayo haciendo que las electroválvulas hidráulicas de 24VDC se activen o desactiven. Así como también lo hará el intercambiador de calor si la temperatura en el tanque llega a los 80 grados Celsius con el fin de evitar cambios en la viscosidad, lo cual podría traer consigo problemas en el sistema. El costo aproximado del módulo oleohidráulico es de S/.12,000.00. Siendo los conceptos más elevados la adquisición de los componentes mecánicos y el diseño del sistema oleohidráulico.