" Monitor de Señales de Instrumentacion 4-20Ma,0-20Ma 0-10V"

[Risanti]

Hola a Todos....

Esta bonito el nuevo foro..

En la sección de VB. Realice un consulta como se podía hacer gráficos en VB. a lo cual la compañera Karen me respondió muy bien... gracias a esto estoy realizando lo siguiente.
   Soy técnico en Instrumentación (quizás esta carrera no les suene mucho, Me explico). Trabajo en Chile en Empresa minera y en ocasiones realizo ajuste de Controladores de Temperatura. un día estuve trabajando en un Horno para lo cual tenia que ajustar PID del Controlador de Tº. Para lo cual debía primero que nada ver una curva de comportamiento del  dos variales de este Horno. Pero lamentablemente no tenia a mano el Software y hardware del controlador, que me permite graficar.  como no hubo caso conseguirlo lo tuve que realizarlo  manual ( es decir tomar estos datos y anotarlos con un cuaderno cada cierto tiempo, para luego realizar un Grafico).

Por ello se me ocurrió lo siguiente. Realizar un circuito electrónico que permita Leer señales de 4-20Ma, 0-20Ma,0-10V. (Señales típicas de instrumentación). Procesarlas y envíalas a un PC para que luego un Software permita graficar y además guardar estos datos. Como este circuito lee estas directamente señales. Puede se compatible con diferentes controladores, PLC. Sensores, (Ej. Ver el comportamiento de la velociadad de un Feeder (Alimentador)con respecto al Peso del Material  (Kg/h)..Etc.)

             

Pretendo realizar

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----El circuito electrónico debe poseer lo siguiente:
              Obviamente un Controlador PIc. pero con una Buena resolución del conversor análogo Digital  al principio pensé en 10 Bit. Pero encontré un Pic16c773 que posee 12Bit. ( Una pregunta Básica que diferencia posee un PIC 16F a Pic16c, se que el primero posee memoria Flash y el otro...???).
               Pienso que con 4 canales análogos Será suficiente.
               Además Conexión con Pc mediante Rs 232. para ello pienso usar un Max232.
               una etapa que permita adaptar Señales 0- 20 Ma y 0-10V. al Dac. ( Con un Par AO bastara ...eso Pienso).
               y entre otras cosas.

----El Software realiza lo Siguiente.   a partir de la cuenta (1024 para 10, o 4095 para 12 Bit) de Dac enviada por el Pic
                                                     El software realiza el Escalamiento de señales Ósea el Pic solo envia el valor que lee el Dac y el usuario previamente configura los rango de esta Señal.
                   Además se configura el tiempo de muestreo de datos 1seg Ej.
                   y cosas estéticas como alias de cada canal..

Hasta el momento estoy trabajando el Soft.. ya que lamentablemente para mi el pic lo tengo que encargar a la capital de mi país y se demora un rato.
Adjunto mas menos un bosquejo del soft esta echo en VB6.

Una vez que tenga el Pic. comenzare a realizar lo que me falte del proyecto.

Me gustaría que me den sus opiniones, acotaciones mejoras.. Serán bien recibidas
Además estaba pensando este circuito también puede  tener un Salida de 4-20ma o 0-10V... No se que piensan

Desde ya gracias Por sus Comentarios

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                                      Risanti
Nota:Adjunto Programa debes terner Dll de VB para que Corra.

[RedPic]

Muy interesante (y útil) tu proyecto ... ya estoy pensando en otras aplicaciones ... ¡¡¡Adelante!!!

Los pic's C tienen la memoria OTP (One tiem program) lo que significa que sólo puedes escribirlo una única vez.

[Risanti]

Hola:
 Gracias RedPic  por tu respuesta.

             He comenzado a diseñar el Circuito electrónico, Pero como el Pic16c773 tiene memoria OTP, prefiero no usarlo.
 asi que me decidí por el Pic 16f876. y para lograr un resolución  12bit voy a usar el ADS7816 ( segun el Data Sheet es  un Conversor análogo / Digital de 10 Bit , la forma de comunicacion es serial SPI), se que el Pic16f876 posee esta Capacidad SPI.)

Mi pregunta es como se usa la Comunicación SPI.

Además que este analizador de señales voy a  agregar una señal de salida 4-20ma, encontré el AD694 que junto al Ltc1257, podria realizar esta salida.
Además como mejora pretendo que pueda trabajar de manera autónoma osea no es necesario tenerlo conectado al PC. Para eso con una memoria eeprom 24Cxx para guardar los datos de las variables a sensar, para esto además agregare un Lcd   para realizar algunos menús de configuración.

Otra aplicación seria solamente utilizar la señal salida 4-20ma como para realizar pruebas de instrumentación , este seria otro menú de utilización o a través el Software del PC.

En este momento tengo solamente la duda del SPI, apenas realice un bosquejo del diagrama lo publicare.

 

Agradeceré sus comentarios.

Risanti

[Chaly29]

Hola Risanti, en este link e posteado un circuito que realiza la convercion de 4-20 mA a 0-5V pienso que te sera de utilidad:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=11570.0

Con respecto a la comunicacion SPI yo e trabajado con ella pero en .asm, seria interesante que nos dijeses que lenguaje de programacion usaras.

Ahora la comunicacion I2C (que tambien esta disponible por hadrware en el F876) para los 24CXX ya es mucho más complicada de realizar por hardware que por software. De todas maneras se usar ambas si te es de utilidad, pero solo en .asm.

Un saludo.

Atte. CARLOS

[renatox]

hola Risanti, para guardar los datos de las conversiones las memorias 24Cxxx son de pequeña capacidad la mayor es la 24c512 que solo tiene 64kB. para almacenar gran cantidad de datos te recomendarìa las memorias Multimedia Card que trabajan con el protocolo SPI del PIC y hay de varios tamaños la mayor de 2GB. El PIC controlarìa a dos dispositivos SPI uno el conversor AD y el otro la memoria MMC.

[Risanti]

Hola y gracias por sus respuestas:

  Sobre la conversión de 4-20ma , tenia pensado realizar al parecido al link..Ya que la idea es la misma.. usar una resistencia y un ampliador operacional diferencial. Pero con la variante que la resistencia de entrada pretendo utilizar tiene que ser baja mas menos 25 omhs. ya que por lo general  los transmisores solo soportan hasta 600 ohms de salida. y si fuese mayor se pondría saturar..

Sobre el lenguaje yo utilizo mayormente PBp y en ocasiones ASM pero si tienen ejemplos en otros lenguajes como C  será muy útiles igual..

el asunto de las memori card es interesante si tienen ejemplos o link de paginas se los agradeceré..

Aun estoy realizando el diagrama  que prometí apenas lo y tenga listo elo publico .. gracias

Risanti

[Risanti]

Hola a todos:
Siguiendo con el tema de la converision de 4-20Ma a 5 V he realizo un pequeño borrador..
No lo he probado fisicamente.pero si lo simulado en proteus pero sin el Dac ya que No lo encontre en la libreria.

Espero sus opiniones y Correcciones..
Gracias...


                                                         Risanti

[JavisusII]

Buenas Risanti,

En primer lugar decirte que el proyecto es muy interesante.

Pero permíteme un par de dudas:

- En primer lugar utilizarás un A/D de 12 bits, y el micro que utilizas tiene unos cuantos de 10 bits. Yo pienso que deberías utilizarlos, primero porque bajará el costo de la placa (aunque el chip no es caro), segundo porqué es muy usual (incluso
8bits) para discretizar este tipo de datos. Tercero porqué es muy posible que en un ambiente industrial no obtengas más
que 10 u 8 bits efectivos.

- Para tu DAC de tensión opino lo mismo utiliza el PWM del micro ¡¡ filtrado !!.    Con 10 bits tienes de sobra.
- La fuente de corriente AD694 buffff es carísima. Olvídate, utiliza una Howland modificada mediante tu PWM .
  La placa debe serte útil no una ruína que todos vamos mal de 'pelas'.

Respecto al conversor 4-20 a 5V un comentario,

- El IC8B no entiendo porqué lo pones, recuerda que ninguna señal puede entrar flotando...

- Si te fijas el condensador C3 poca cosa hace ahí, como filtro nada pues la resistencia de salida del OP=0, como desacoplo no tiene mucho sentido. Yo lo pondría en paralelo a la resistencia R3 formando un filtro paso bajo de 1 orden.
 si analizamos mediante frec compleja tenemos H(s)=-(1/R3C3)/s+(1/R3C3) es decir tenemos un polo en
 s=-1/R3C3    Constante de tiempo inversa al polo=R3C3
 La respuesta natural como sabéis es del tipo Cexp(-1/R3C3)t , es precisamente en el polo donde se produce la frecuencia de corte , y disminución en 3dB de Hs, si hacemos s=0+jw ---> w=-1/R3C3 --->2*PI*f=-1/R3C3 --->Fc=1/2*PI*R3C3

[JavisusII]

Perdón acabo:

R3=1M
Fc=100hz
c3=1/2*PI*1M*100=1nf

bueno hasta pronto amigo.

[Risanti]

Gracias  Javisys por tus comentarios.

Sobre por que No se desea utilizar los ADC del Pic es por la resolucion, 12 bit al nivel industrial es bueno ya que los distintos elementos que se desean monitor  poseen resoluciones de 12Bit ya sea I/O PLC , FIT , LIT, TIT.  en la practica es una pequeña diferencia de medidas entre un DA de 10 a 12Bit ,Por ejemplo   Si un Controlador envia   12ma con un Span de 0 a  1370ºC un Dac de 10Bit mediria +- 820ºC y un Dac 12 Bit  mostrara mas menos  822ºC. Es una pequeña diferencia. pero la segunda estara mas cercana a lo que muestra el controlador.

Sobre la etapa de DAC con el AD694  un poco caro. pero si me puedes explicar en que consiste lo del Howland con un PWM.

Gracias por la explicacion del condesador lo voy a hacer como tu dices. Muy Bueno.

Sobrel del IC8B (4066). yo pretendo que este conecte a GND el pin Comun I/V cuando se seleccione  el dac en escala 0-10V.
cuando se use 0-20ma o 4-20ma este quede abierto y el pin Comun I/V  este directo al OA.

Tengo una duda... si sabes si exoste algun comnutador que me permita selecionar que canal se desea leer (Canal 0 a Canal 3) y asi utilizar solo un ADC/

Risanti

[JavisusII]

Buenas Risanti, creo que lo mejor es ir por partes.

Haber sobre el conversor, si tu decisión es 12 bits ...pues nada 12 bits.


Sobrel del IC8B (4066). yo pretendo que este conecte a GND el pin Comun I/V cuando se seleccione  el dac en escala 0-10V. cuando se use 0-20ma o 4-20ma este quede abierto y el pin Comun I/V  este directo al OA.

- en fín pruébalo, pero creo que tendrás problemas con las corrientes de polarización , pues no cierras el lazo.

- Pones un divisor de tensión mediante las resistencias de 1M y 500K de Vi*0,33 es decir tendras en 10V una entrada de 3,33V
  si es lo que deseas pues nada.
- La resistencia que verá el conversor es de 1M, bastante elevada, no se que entrada tiene el conversor pero puedes tener problemas
  con según que velocidad de muestreo. Mira el esquema Csample,etcc creo que es un sar
- Lo del zener es buena idea.

- Je je lo del convertidor tensión-corriente tipo howland, pues nada busca  "fuente howland" y yo te digo como mejorarla. La
  controlaremos mediante una señal GRATUITA pwm del micro.

- Sobre el ADC es mejor que utilizes el MCP3202 de 2 canales.


Hasta otra

[poi5on]

Hola amigos...

Con respecto a la pregunta de Risanti del integrado que te permita conmutar, necesitas un multiplexor analogico. Puedes usar el 4051, 4052, 4053 cada uno de ellos tienen configuraciones diferentes dependiendo de los canales q vayas a usar. O si necesitas un switch analogico puedes usar el DG212.

Saludos