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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oProtótipo:

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oProtótipo:

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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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