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Sistema de Frenado de Vehículos Utilizando Instrumentación Virtual


Por: Álvaro A. Orozco G, Profesor Facultad de Ingeniería Eléctrica y Germán Andrés Holguín Londoño, Estudiante, Universidad Tecnológica de Pereira.

    El Desafío: Automatización del proceso de evaluación del sistema de frenado de vehículos de hasta cuatro toneladas para el Centro de Diagnóstico de Vehículos del Municipio de Pereira , Colombia, S.A.

    La Solución: Se diseñó, desarrolló e implementó un sistema completo de instrumentación y control basado en PC, usando LabVIEW. Éste tiene las siguientes características:
    - manejo automático de la línea de prueba del sistema de frenos
    - interfaces sonoras y visuales para un fácil manejo por parte del operador
    - adquisición y procesamiento de las fuerzas de frenado en cada una de las llantas para diferentes tipos de vehículos (ejes)
    - adquisición y procesamiento de los pesos de los ejes
    - control de los motores que regulan la prueba
    - diagnóstico del sistema de frenado
    - generación de reportes del vehículo bajo prueba
    - evaluación de tiempos de frenado y desbalances de fuerzas de frenado
    - manejo de una base de datos de vehículos reprobados
    - manejo automático de los rodillos de acuerdo con el peso de los ejes del vehículo
    - evaluación de las señales en el tiempo provenientes de las celdas de carga que permiten adquirir la fuerza de frenado

    Antecedentes:
    El Municipio de Pereira, es una ciudad de 600.000 habitantes, localizada en el eje cafetero, al occidente colombiano. Cuenta con un parque automotor de 50.000 vehículos entre particulares, públicos y oficiales. Los requerimientos estatales exigen que los vehículos se encuentren en perfectas condiciones mecánicas y eléctricas.

    Con la devaluación del peso, los equipos importados son excesivamente costosos y no atractivos para el sector industrial y comercial de la región. Por esta razón se estudio la posibilidad de que se implementara un centro de diagnóstico para vehículos con aparatos e instrumentos elaborados en la región.

    El primer equipo para el diagnóstico que se elaboró es el de frenado, solución que fue inmediata, gracias a la integración de equipo, sensores y actuadores alrededor de LabVIEW.

    El sistema desarrollado resultó económico, versátil, abierto y muy dinámico, comparado con las soluciones disponibles en el mercado. Los costos por importaciones se redujeron de importar un equipo de miles de dólares a importar únicamente una tarjeta adquisición de datos LabPC1200 de algunos dólares.

    Desarrollo:
    El instrumento que permite hacer el diagnóstico del sistema de frenado del parque automotor del municipio de Pereira, tiene como procedimiento el siguiente:

    El sistema a través de interface de audio, le indica al operador todos los pasos necesarios para diagnosticar los frenos de un vehículo, desde la ubicación de los ejes del vehículo en determinadas zonas hasta el momento en que el conductor del vehículo deba frenar. Un análisis interno del peso y del número de ejes del vehículo, hará que el sistema cambie de manera automática y transparente al procedimiento a seguir. Al finalizar el software le indicará a través de reportes amigables y especializados el estado de los frenos, el tiempo para alcanzar el nivel máximo de frenado en cada llanta, las fuerzas de frenado máximos, los porcentajes de las fuerzas de frenado con respecto al peso del vehículo, entre otros.

    Los sensores y actuadores que conforman el sistema van desde sensores ópticos, celdas de cargas para mediciones de torque y peso hasta los controladores de los motores que aceleran los rodillos.

    Una base de datos en línea con el sistema permite a los operadores tener una reseña histórica de los vehículos bajo prueba.

    En general se integró, a través de LabVIEW, un número importante de sensores y actuadores, para dar paso a un sistema completo para el diagnóstico de los frenos a bajos costos y con un excelente rendimiento.

    Conclusiones:
    El desarrollo de esta clase de aplicaciones permite a los municipios ser más competitivo y lograr generar empresas integradoras de sistemas que permitan desarrollar focos de empleo con un buen nivel tecnológico.
    El sistema de diagnóstico implementado viene operando con óptimos resultados, mostrando una gran versatilidad en su operación y reducción en los tiempos de prueba comparados con otros sistemas similares

    Para mayor información contactar: Ing. Alvaro Orozco G. , Universidad Tecnológica de Pereira, email: aorozco@utp.edu.co
    Documento completo (con imágenes) frenado.PDF