Tecnología de medición basada en bus de campo para transmisión digital de señales de par y velocidad de giro en bancos de pruebas

La eficiencia energética es un tema candente en el sector automovilístico. De forma creciente, el foco de atención está en los motores y la resistencia a la rodadura. Para optimizar estos dos parámetros es preciso diseñar nuevos vehículos cuya eficiencia depende de mediciones aún más precisas. En consecuencia, a los bancos de pruebas y a los equipos de pruebas y medición se les exige cada vez más a la hora de determinar el par y la velocidad de giro. Desde hace mucho, los transductores de par digitales son habituales en este tipo de aplicaciones. Pero también se ha incrementado el número de sistemas modernos de bus de campo, cosa que no es ninguna sorpresa, ya que ofrecen flexibilidad, proporcionan resultados precisos y permiten realizar mediciones en tiempo real.

Flexibilidad y modularidad

Los transductores de par digitales T40B y T40FM de HBM se adaptan a los exigentes requisitos del sector automovilístico. Además de las señales de salida clásicas, como frecuencia y tensión, disponen de una interfaz digital TMC (comunicación de medidas de par) montada en el estator. Asimismo, ahora los transductores de par se pueden actualizar con un nuevo módulo de interfaz TIM-EC de alta flexibilidad que mejora de manera significativa sus prestaciones y sus posibilidades de aplicación. De este modo, se pueden integrar en sistemas de control y automatización que utilizan tanto señales clásicas como tecnología moderna de bus de campo basado en Ethernet, como EtherCAT.

TIM-EC es un módulo de interfaz con dos canales: aparte de la señal de par digital, también se pueden conectar señales de velocidad de giro compatibles a través de RS-422 procedentes de transductores de par T40. El bus Ethercat permite transmitir los siguientes datos de procesos y valores medido:

  • Par
  • Velocidad de giro
  • Ángulo de rotación
  • Potencia

Las señales de par y de velocidad de giro también se encuentran disponibles en el bus backplane 10+2 del módulo. Esto ofrece una flexibilidad y modularidad muy apetecibles, especialmente para la integración en controles de nivel superior y en sistemas de automatización. Se puede trabajar con un solo transductor en dos unidades TIM-EC independientes, conectadas entre sí a través de un bus backplane. Todos los ajustes, como el acondicionamiento de señales, se pueden modificar de manera independiente y sin que se produzcan efectos secundarios. Como resultado, los niveles de control y automatización pueden funcionar de forma óptima y reaccionan de manera flexible a los requisitos de las tareas. Gracias a su modularidad, el sistema se puede actualizar en cualquier momento.

Control rápido basado en valores actuales

El control de unos motores más complejos y eficientes a través de un número creciente de funciones de gestión en bancos de pruebas plantea exigencias cada vez mayores, especialmente en términos de flexibilidad, procesamiento de datos y velocidad. El entorno de EtherCAT en tiempo real hace posible un control del banco de pruebas altamente dinámico y de máxima calidad. Esto resulta posible gracias a la transmisión de mensajes con baja latencia y a unas fluctuaciones mínimas en el sistema. Además, el potente TIM-EC admite velocidades de actualización/tiempos de ciclo de bus hasta ≤ 20 kHz. El procesamiento directo digital y la salida de la señal de par a través de la señal TMC en el estator, en combinación con un hardware optimizado y con el acondicionamiento de la señal en el módulo de interfaz TIM-EC hacen posibles tiempos de funcionamiento del grupo del orden de 100 µs. De este modo, la interfaz TIM-EC mejora la calidad y la estabilidad del bucle de control del banco de pruebas.

Diagnosis y parametrización

Además de los completos datos de diagnóstico a través de EtherCAT, TIM-EC cuenta con una interfaz de servicio Ethernet TCP/IP. Los datos de diagnóstico se visualizan claramente en el módulo de interfaz y en el transductor de par conectado (mediante un sistema de “semáforos”) en el servidor web integrado. La información de estado y de diagnóstico en texto plano permite hacer análisis más en profundidad. Los usuarios pueden, por ejemplo, obtener in situ datos de diagnóstico de forma muy cómoda. Es muy sencillo hacer pruebas rápidas de toda la cadena de medición o del módulo TIM-EC.

Las funciones del módulo TIM-EC se visualizan a través de un moderno servidor web integrado. El módulo de la interfaz se puede conectar, comprobar, analizar y parametrizar cómodamente con un PC estándar con tarjeta Ethernet. No se requiere una instalación de software compleja.

El sistema de medición se puede utilizar en bancos de pruebas y es una solución ideal para, por ejemplo, hacer pruebas de volantes de inercia de doble masa. En este caso de aplicación, el par (ángulo) se puede determinar de manera rápida y fiable utilizando la señal angular.

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Transductor de par digital T40B

Transductor de par digital T40B

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