Interfaz humano-máquina desarrollada en LabView para el control de la plataforma opal-rt en el laboratorio de microrredes eléctricas de la Universidad Distrital

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Universidad Distrital Francisco José de Caldas

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Resumen

Currently, simulation in engineering plays a crucial role in the design process by anticipating potential problems or future challenges. In this context, the execution of real-time simulations emerges as a key tool for achieving more accurate results in our applications. The electrical microgrids laboratory at the Universidad Distrital faces various challenges in power converter-based electrical systems, relying on the real-time simulation platform OPAL-RT. This highlights the need to improve the monitoring and control of its experiments through the OPAL-RT platform. To address this need, the development of a Human-Machine Interface (HMI) has been undertaken to enable efficient monitoring and control of these applications. Currently, researchers at the electrical microgrids laboratory of the Universidad Distrital use Simulink to implement human-machine interactions with the OPAL-RT 4510 platform. However, several limitations have been observed, including restricted accessibility, delays caused by signal processing and visualization in Simulink, and the lack of necessary tools for effective control and monitoring of the applications in the laboratory. In this context, LabVIEW was chosen as the communication software between the OPAL-RT 4510 (a real-time controller and simulator of analog and digital signals) and MATLAB, which is used by researchers for project design. This strategic decision facilitates integration and workflow within the laboratory. Furthermore, it improves overall operation, optimizes coordination between the simulation and design systems, and provides a more intuitive user interface, thereby enhancing the monitoring and control experience.

Descripción

En la actualidad, la simulación en ingeniería desempeña un papel crucial en el proceso de diseño al anticipar posibles problemas o desafíos futuros. En este contexto, la ejecución de simulaciones en tiempo real se presenta como una herramienta clave para lograr resultados más precisos en nuestras aplicaciones. El laboratorio de microrredes eléctricas de la Universidad Distrital se enfrenta a diversos desafíos en sistemas eléctricos basados en convertidores de potencia, recurriendo al uso de la plataforma de simulación en tiempo real OPAL-RT, destacando la necesidad de mejorar la supervisión y el control de sus experimentos mediante la plataforma OPAL-RT. Para abordar esta exigencia, se ha optado por desarrollar una interfaz Humano-Máquina (HMI) que posibilite la supervisión y control eficiente de estas aplicaciones. Actualmente en el laboratorio de microrredes eléctricas de la Universidad Distrital los investigadores utilizan Simulink para implementar las interacciones humano maquina con la plataforma OPAL-RT 4510. De esta manera se observan varios limitantes incluyendo la accesibilidad, el retraso generado por el procesamiento de señales y visualización en Simulink además de no ofrecer las herramientas necesarias para obtener un control y monitoreo eficiente a las aplicaciones encontradas en el laboratorio. En este contexto, se eligió LabVIEW como software de comunicación entre el OPAL-RT 4510 (un controlador y simulador en tiempo real de señales analógicas y digitales) y Matlab, utilizado por los investigadores para el diseño de proyectos. Esta decisión estratégica facilita la integración y el flujo de trabajo dentro del laboratorio. Además, mejora la operación general, optimiza la coordinación entre los sistemas de simulación y diseño, y ofrece una visualización más intuitiva para el usuario, fortaleciendo así la experiencia de supervisión y control.

Palabras clave

HMI, Interfaz, LabVIEW, OPAL-RT, Microrredes

Materias

Ingeniería Electrónica -- Tesis y disertaciones académicas

Citación