CONTROLE E MONITORAMENTO DE PRESSÃO DE UM SISTEMA USANDO UM COMPRESSOR HERMÉTICO COM O GÁS R134A.
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CONTROLE E MONITORAMENTO DE
PRESSÃO DE UM SISTEMA USANDO
UM COMPRESSOR HERMÉTICO COM
O GÁS R134A
CONTROLE E MONITORAMENTO DE PRESSÃO DE UM SISTEMA USANDO UM COMPRESSOR HERMÉTICO
COM O GÁS R134A
o Objetivo:
Construir um sistema composto de um compressor hermético,
transdutores de pressão, válvulas controladas por motores cc, placa drive
e uma placa para aquisição de dados (DAQ), a fim de controlar as pressões
de sucção e descarga através de setpoints preestabelecidos.
Fornecer estes setpoints através de um computador usando uma
programação feita em Labview que controla a pressão do sistema ao
comunicar-se com a DAQ e o drive.
CONTROLE E MONITORAMENTO DE PRESSÃO DE UM SISTEMA USANDO UM COMPRESSOR
HERMÉTICO COM O GÁS R134A
o Características gerais:
Sistema de refrigeração substituto para simular refrigerador comum.
Levantamento de dados como condições físicas para o compressor,
potência elétrica e temperatura do gás refrigerante que entra e sai do
compressor.
Teste utiliza somente o controlador do compressor ou inversor.
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Sistema de refrigeração por compressão e expansão do gás são eficientes.
Fluxo de um sistema por compressão e expansão de um refrigerador de uma forma genérica:
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Visualizando o mesmo sistema diretamente em um refrigerador:
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Por dentro do compressor:
Funcionamento semelhante ao motor de automóvel mas outra finalidade.
Cilindro comprime o gás
pelo fechamento e abertura das
válvulas
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Para simular carga em um compressor testando o seu torque, varia-se as pressões de sucção (ou admissão) e descarga.
Dados como torque e temperatura servem para dimensionar a bobina do estator do motor.
Obter esses dados usando o sistema com dispositivo de expansão.
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oComponentes do sistema construído e suas características:
Compressor hermético conectado a uma tubulação pelo seu ponto de descarga; passando por transdutores de pressão (sensores); manômetros analógicos; válvulas acopladas a motores elétricos; um acumulador e terminando no ponto de sucção do compressor.
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Compressor hermético (fechado) utilizado em refrigeradores e
freezers. Pode trabalhar com diversos gases de refrigeração. Dentre os quais
o R134-A que foi usado nesse sistema.
Gás R134-A possui boas características físicas e termodinâmicas além
de suas características ecológicas.
O compressor tem a função de bombear o gás na
tubulação do sistema.
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Observa-se no esquema abaixo, o ponto de sucção no compressor:
temperatura e pressão baixas.
No compressor o gás é comprimido e descarregado à moderadas
temperatura e pressão altas.
Na válvula de descarga é possível controlar a pressão para obter
líquido.
Na válvula de sucção consegue-se valores baixos novamente.Teoricamente líquido
P = 6BAR e T = 25ºC
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Observando as informações apresentadas até aqui no protótipo:
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Motorredutor de controle das válvulas:
•Tensão: 12Vcc
•Rotação: 80rpm
Confeccionado acoplamento deslizante na união
válvula/motorredutor.
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Placa drive:
•Fornecer a tensão de 10Vcc para alimentação dos sensores de
pressão e controle dos dois motores das válvulas.
•Os esquemáticos da placa serão apresentados nas figuras seguintes:
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•Com a placa tendo a aparência final:
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Sensor (transdutor) de pressão do tipo P3MB:
•Usado para ler as pressões dos pontos de sucção e descarga.
•Possui característica linear: 1BAR = 1mV
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Placa de aquisição de dados DAQ NI6009 da National Instruments:
•Função de medir as tensões dos sensores, acionar os motores e se
comunicar com o Labview.
•Pinos de entradas e saídas analógicas e digitais.
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oProtótipo:
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O programa Labview e a DAQ:
•Interpreta o sinal lido pelo sensor através da DAQ.
•Aciona os motores de acordo com os setpoints.
•Nas entradas analógicas da DAQ temos os dados dos sensores:
Sensor de pressão de sucção: Canais AI0 e AI4
Sensor de pressão de descarga: Canais AI1 e AI5
•Usado modo diferencial para aumentar resolução do canal:
velocidade de aquisição: 20kHz;
quantidade de 2 amostras a cada chamada;
faixa de tensão também foi alterada para aumentar a
resolução, de -1V a 1V.
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•Na saídas digitais da DAQ enviaremos os sinais aos motores:
Motor 1 (sucção): Portas P0.0 e P0.1
Motor 2 (descarga): Portas P0.2 e P0.3
•Interface front panel do Labview:
Botão de habilita controle dos motores;
Indicador da pressão lida;
Gráfico da pressão lida;
Setpoint de pressão.
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Interface do Labview
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Programação no Labview:
•O programa todo está interno a uma estrutura de while loop.
•Há uma estrutura de for loop que após 100 iterações faz uma
média e atualiza a pressão (menores variações).
•Controle dos motores → Pressão lida = Pressão de setpoint:
Se não: a diferença é o erro que rotaciona o motor em um
sentido ou outro buscando anular o erro.
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