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Kit de desarrollo software para iniciación en el entorno de desarrollo LabVIEW de una manera práctica con equipos didácticos técnicos (ELK)

“Al combinar LabVIEW con los equipos didácticos técnicos de EDIBON se crea un entorno de aprendizaje dual y muy potente.” – César Bonilla García, EDIBON 

El Reto

Formar a las nuevas generaciones en una herramienta de programación que permita el desarrollo de soluciones software para su aplicación a procesos industriales llevados a cabo mediante hardware real en diferentes campos de estudio (Figura 1).

La Solución 

Mediante el lenguaje de programación gráfico LabVIEW, se han desarrollado un conjunto de librerías abiertas al usuario y una variedad de ejercicios prácticos aplicables a sistemas modulares para el estudio de los procesos descritos por sistemas tales como torres de enfriamiento, reactores químicos, turbinas térmicas, hidrología, etc. Adicionalmente, se suministra una licencia totalmente gratuita de LabVIEW. 


Desarrollo
 

EDIBON está especializado en el desarrollo de equipos técnicos para la formación en diversas áreas como Eléctrónica, Comunicaciones, Energía, Electricidad, Mécanica, Termodinámica, Control de Procesos, Ingeniería Química, Medioambiente… Debido a que los sistemas y procesos industriales van adquiriendo una mayor complejidad, es necesario desarrollar soluciones software rápidas, mantenibles y escalables, capaces de asumir tareas críticas en el control y supervisión de estos procesos. Por tanto, es necesario utilizar entornos de desarrollo software que faciliten el trabajo y que a su vez sean potentes para abordar este tipo de aplicaciones. Para ello se ha elaborado el ELK (EDIBON SOFTWARE DEVELOPMENT KIT), un Kit de programación basado en el entorno de desarrollo LabVIEW que permite iniciarse en el mismo de una forma práctica utilizando los equipos didácticos técnicos diseñados por EDIBON. Estos equipos reproducen sistemas y procesos industriales basados en elementos hardware reales. Esto se traduce en implementar sistemas SCADA como los utilizados ampliamente en la industria.

ELK incorpora un conjunto de librerías abiertas y específicas, desarrolladas para cada equipo de EDIBON y que permiten tanto iniciarse en el campo de la programación con LabVIEW como en el estudio de áreas como son Termodinámica, Mecánica de Fluidos, Control de Procesos, Energías Renovables, etc. (Figura 4). Además, para facilitar dicha labor y sacar el máximo provecho al hardware proporcionado, se incluye con el Kit una licencia de LabVIEW tipo Academic gratuita. Al combinar LabVIEW con los equipos didácticos técnicos de EDIBON se crea un entorno de aprendizaje dual y muy potente. Por un lado, permite a los usuarios adquirir y controlar variables físicas, supervisar procesos, graficar en tiempo real lecturas de sensores o valores calculados, etc.

Por otro lado, los equipos cuentan con hardware industrial auténtico como válvulas, bombas, turbinas, compresores, sensores de temperatura, etc. utilizados en sistemas y procesos reales, concibiendo un entorno idóneo para el estudio de los mismos. Un elemento vital en los desarrollos mencionados es el sistema hardware de medida. Para llevar a cabo las aplicaciones descritas anteriormente se utilizan dispositivos multifunción de altas prestaciones y velocidad, como son la PCIe 6321 o PCIe 6251, además de utilizar otros de la familia RIO, como puede ser myRIO, en aquellas aplicaciones que requieran hardware programable o código que se ejecute en un sistema operativo de tiempo real. Finalmente, resulta importante implementar una guía específica para la elaboración de soluciones software, por lo que se ha desarrollado un set de ejercicios prácticos que ayuden al usuario a sacar el máximo provecho, tanto al entorno de programación LabVIEW como a la implementación de soluciones eficientes y simples en las principales áreas de estudio: iniciación en el entorno de desarrollo LabVIEW y los equipos técnicos de EDIBON; estudio de áreas de ingeniería; cálculos y operaciones matemáticas sobre variables y procesos; ejercicios de adquisición, filtrado, calibración y procesado de datos; medidas con sensores; análisis de diferentes tipos de control sobre variables (PID, ON/OFF, PWM, etc.); supervisión de elementos hardware y registro de eventos; y emulación de fallos en los subsistemas de los procesos. 

Adicionalmente, se suministra con los equipos la aplicación software EDIBON SCADA, desarrollada integramente en LabVIEW, pues ayuda a familiarizarse con posibilidades prácticas de los mismos, estudiar conceptos y fenómenos físicos o como un punto de partida en el diseño de una nueva aplicación SCADA.

 

Resultados 

La experiencia ha demostrado que combinando los equipos didácticos técnicos de EDIBON y el entorno de desarrollo LabVIEW se reducen los tiempos de aprendizaje y comprensión de procesos industriales y herramientas software que los gestionan un 40%.  



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