Combinando PLCs con Python: una alternativa económica y flexible para la adquisición de datos y control de una plataforma para testeo de pilas sofc

MATÍAS RINALDI; LAURA BAQUÉ

Encuentro; Reunión Anual del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología RINN 2021; 2021

INN

Las particularidades de las distintas áreas de investigación hace que muchas veces los investigadores deban desarrollar sus propios equipos de medición y testeo. Una de las opciones más elegidas por los investigadores para implementar dichos equipos es el uso de sistemas de adquisición de datos (DAQ) comerciales, como los ofrecidos por la empresa National Instruments (NI). Si bien estos sistemas son relativamente fáciles de programar y de implementar, requieren el uso de software propietario y su costo es muy elevado lo que limita su accesibilidad. Por lo tanto, la búsqueda de alternativas que puedan ofrecer prestaciones similares a bajo costo es muy necesaria sobre todo en el contexto económico en el cual se desarrollan generalmente nuestros proyectos de investigación.Actualmente, el Dpto. de Caracterización de Materiales está desarrollando un proyecto que tiene como objetivo la construcción de una plataforma de testeo para caracterizar stacks de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC). Las pilas SOFC son dispositivos capaces de generar corriente eléctrica a partir de una reacción electroquímica. La temperatura de operación típica de las SOFC varía entre 700°C y 1000°C y los gases con los que pueden funcionar son: hidrógeno, metano, gas natural, biogás y gases reformados como combustibles y oxígeno o aire como comburente. La plataforma a construir tiene que contar con un horno capaz de alcanzar las temperaturas de operación de las pilas, un sistema de tuberías de acero inoxidable para el transporte de los gases y un sistema que permita controlar y medir los flujos de los diferentes gases, la humedad relativa de los mismos, la temperatura a la que ingresan a la pila y las presiones a la salida. Además, debe contar con una carga electrónica para realizar la caracterización del rendimiento y eficiencia eléctrica.En este trabajo se presentará la evaluación de distintas alternativas para realizar la adquisición de datos y control de los sensores y actuadores de la plataforma a construir: sistemas basados en microcontroladores (como Arduino), tarjetas de adquisición de datos o sistemas embebidos (como los sistemas de NI), y sistemas basados en controladores lógicos programables o PLCs. A partir de dicho análisis se determinó que la mejor alternativa para el control de la plataforma es un PLC de bajo costo y software gratuito de la empresa AutomationDirect con sus respectivos módulos de entradas y salidas. Además, se discutirá la flexibilidad que ofrece este PLC al poder comunicarse a través de la librería pyModbusTCP con un programa de control de la plataforma escrito en Python utilizando la librería PyQT para la implementación de la interfaz gráfica (GUI).