Diseño e implementación de un sistema de control y automatización para banco de pruebas de turbomáquinas hidráulicas de hasta 10 kW de potencia

Abstract

El presente trabajo de investigación trata sobre la automatización de un banco de pruebas para turbomáquinas hidráulicas construido en la Universidad San Antonio Abad del Cusco (UNSAAC). Forma parte de un proyecto de investigación que estudia el comportamiento de una bomba hidráulica de 7.5 Kw trabajando como turbina (PAT). El objetivo es diseñar e implementar un sistema de automatización para mejorar el rendimiento trabajando en el banco de pruebas para máquinas hidráulicas. En este banco de pruebas se compara el comportamiento de una turbina convencional Michell-Banki con una PAT en dos líneas de flujo de tuberías diferentes. El sistema de control se realizó para estas dos líneas de flujo. Este trabajo incluye el procedimiento del diseño conceptual del sistema de automatización utilizando la directiva VDI 2221. A partir de la solución conceptual, el sistema se implementa con diferente instrumentación para la adquisición de datos, un variador de frecuencia para controlar la velocidad de la bomba principal, y un controlador lógico programable (PLC) para procesar la señal y hacer la integración con el sitio web de monitorización trabajando como un HMI accesible desde cualquier dispositivo con conexión inalámbrica y un navegador web. El sistema de automatización demostró ser muy eficaz. Las horas de trabajo para probar las máquinas hidráulicas se redujeron, además el gasto de energía también se redujo por el uso del variador de velocidad y menos horas de funcionamiento del banco de pruebas.