INSTRUMENTACIÓN Y MONITOREO POR RED INALÁMBRICA DE SENSORES MEDIANTE XBEE PARA UN PROCESO DE POLIMERIZACIÓN

Cristian Mena Saucedo, Brian Manuel González Contreras, Miguel Ángel Munive Rojas, Fermín Martínez Solís

Resumen


Resumen

Se presenta un método para incorporar sensores inalámbricos a un proceso de reacción ubicado en el laboratorio de procesos unitarios de la Facultad de Ingeniería y Tecnología de la UATx. El objetivo es implementar una red inalámbrica para monitorear y controlar la temperatura de reacción de un reactor tipo batch que se emplea para hacer polimerizaciones en emulsión. Con ello se contribuye a mostrar los beneficios y facilidad de implementación de redes de sensores inalámbricas. Se utiliza el protocolo de red inalámbrica ZigBee a través de módulos XBee, y una tarjeta Arduino, que se encarga de la adquisición y acondicionamiento de los datos provenientes de los sensores. El sistema de monitoreo incluye una interfaz hombre-máquina realizada en LabVIEW e implementada en una computadora que sirve como control maestro, pues ejecuta un algoritmo para la programación y uso de sistema de sensado, así el usuario interactúa con el sistema para la configuración de valores de medición y otros parámetros de supervisión. Cada uno de los sensores utilizados fueron caracterizados y probados de forma independiente para validar los resultados de monitoreo obtenidos, los cuales son satisfactorios pues la supervisión del proceso es similar a la obtenida de forma alambrada.

Palabras Claves: Adquisición de datos, Arduino, monitoreo, redes inalámbricas, XBee, ZigBee.

 

INSTRUMENTATION AND WIRELESS NETWORK MONITORING OF SENSORS USING XBEE FOR A POLYMERIZATION PROCESS


Abstract

In this work, a method for incorporating wireless sensor instrumentation for a reaction process located at the UAT’s unitary process laboratory is presented. The aim is to develop the instrumentation for monitoring the reaction temperature control of a batch reactor used to perform emulsion polymerization. The proposed monitoring system employs the ZigBee wireless network protocol through XBee modules, and an Arduino microcontroller-based card, being the technology charged of data management and automation coming from sensors. The monitoring system includes a human-machine interface developed in LabVIEW which is included in a PC used as a master supervisory module. Microcontroller interface has analog inputs and outputs, wireless sensor coordinator communication (by ZigBee), which communicates with the wireless modules connecting remote sensors. Each sensor was previously characterized and tested independently to validate obtained monitoring results, which are satisfactory.

Keywords: Arduino, data aquisition, monitoring, wireless sensor networks, XBee, ZigBee.


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1122-1141 PDF

Referencias


Akyildiz I.F., W. Su; Wireless sensor networks: a survey. Computer Networks, pp. 393-422, 2002.

Arduino, https://www.arduino.cc, 2017.

Batista, N.; Melício, R.; Matias, J. & Catalão, J., Photovoltaic and wind energy systems monitoring and building/home energy management using ZigBee devices within a smart grid. Energy, 49, pp. 306-315, 2013.

Boquete L., Cambralla R., Rodríguez-Ascariz J.M., Miguel-Jiménez J.M., Cantos-Frontela J.J., Dongil J., Portable system for temperature monitoring in all phases of wine production. ISA Transactions, 49, pp. 270-276, 2010.

Configuration Platform for XBee/RF Solutions-Digi: www.digi.com/products /XBee-rf-solutions/xctu-software/xctu, 2017.

CSLW Series, http://sensing.honeywell.com/honeywell-sensing-cslw-series-sheet-005861-1-en.pdf, (Último acceso: mayo 2017), 2017.

Kuang-Yow Lian, Sung-Jung Hsiao, Wen-Tsai Sung; Intelligent multi-sensor control system based on innovative technology integration via ZigBee and Wi-Fi networks. Journal of Network and Computer Applications, 36, pp. 756-767, 2013.

LabVIEW System Design Software: www.ni.com/labvIEW/, 2017.

LM35: Temperature Sensor: www.ti.com/product/LM35, 2017.

Lopera, J.; Díaz, A.; Baizán, P.; Rendueles, J.; Pérez, J. & Ema, L. Monitoring roll chock temperature. IEEE Industry ApplicatIons Magazine, 18, pp. 32-37, 2012.

Puccinelli, D., Haenggi, M.; Wireless Sensor Networks: Applications and Challenges of Ubiquitous Sensing. IEEE Circuits and Systems Magazine, 18, pp. 32-37, 2005.

Robert F., Building Wireless Sensor Networks: with ZigBee, XBee, Arduino,and Processing, O'Reilly, 2010.

Rodríguez E., Aceves-Fernández M.A., Ramos-Arreguín J.M., Tovar-Arriaga S., Pedraza-Ortega J.C. & Vargas J.E., Design and Implementation of an Embedded Wireless System to Monitor a Hall-Effect Gas Sensor at Household. 9th Electronics, Robotics & Automotive Mechanics Conference, 2012.

XBee: www.digi.com/lp/XBee, 2017.

Shu-guang M.A., Construction of Wireless Alarm System Based on ZigBee Technology. 5th Conference on Performance-based Fire and Fire Protection Engineering. Procedia Engineering, vol. 11, pp. 308-313, 2011.

SRF06 Technical Documentation, www.pishrobot.com/files/products/ datasheets/srf06.pdf, 2017.

The ZigBee Alliance: www.zigbee.org/, 2017.

Willig, A.; Wireless sensor networks: concepts, challenges and approaches Elektrotechnik, Infor mationstechnik, 123, pp. 224-231, 2006.


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