Dr. Arturo López Marure

“ Elaboración de depósitos nanosecuenciales materiales compósitos cerámicos con gradiente de propiedades”.

No. De Registro : 20061242

1. Introducción

Las interfaces de BN en minicompositos SiC/SiC son producidas por infiltración en una mecha compuesta de alrededor de 500 fibras (Hi-Nicalon) con un sistema gaseoso de BF3-NH3-H2. Durante el proceso de un solo paso de la interfaz, la mecha viaja a través del reactor conteniendo una sucesión de diferentes áreas calientes. Por una observación hecha por microscopia electrónica de transmisión las interfaces BN fueron encontradas para ser hechas de un gradiente estructural: desde un isotrópico a un muy alto anisotrópico. La primera capa esta pobremente organizada y permite proteger la fibra de un ataque químico extremo por la mezcla reactiva. Los minicompósitos fueron probados en tensión en un cuarto de temperatura con ciclos de carga y descarga. Las interfases BN actúan como un fusible mecánico; El rango de intensidad de la unión fibra-matriz desde el débil hasta él más fuerte dependiendo de la razón de desplazamiento de la mecha durante el proceso de infiltración de la interfase. El tiempo de vida de la muestra a 700°C bajo una carga de tensión constante es medido en aire seco y húmedo comparado, con una interfase de PyC de referencia, la interface de BN mejora significativamente la resistencia a la oxidación de los minicompositos SiC/SiC.

La tecnología de la deposición de películas delgadas ha tenido un gran avance durante los

últimos 30 años, primeramente por la necesidad de nuevos productos y equipos en la industria electrónica y óptica. El rápido avance en los equipos de electrónica de estado sólido no habría sido posible sin el desarrollo de nuevos procesos de deposición de películas delgadas. El mejoramiento en las características de las películas y sus cualidades superiores. La tecnología de la deposición de películas delgadas esta pasando por rápidos cambios que conducirán a equipos más complejos y avanzados. El impacto económico de esta tecnología puede ser calculado por las ventas mundiales de semiconductores, que excedió los 40 billones de dólares en 1987.

En la actualidad la creciente demanda de nuevos materiales, ha conllevado desde hace un par de

décadas al descubrimiento de nuevas técnicas para las características de dichos materiales. Específicamente la industria aeronáutica, ha tenido la necesidad de desarrollar nuevos elementos en la composición de las fibras que utiliza en forma clásica para hacerlos más resistentes y con propiedades aumentadas con respecto a sus predecesores.

Después de muchas investigaciones se ha determinado con base a experiencias de laboratorio,

que insertando una interfase de propiedades específicas entre las fibras y la matriz conlleva a propiedades interesantes y mejoradas.

Con estos conocimientos se han ido construyendo nuevos materiales compositos que incrementan

su capacidad de resistencia a medio agresivas, tanto químicos como físicos. Es así como podemos controlar dependiendo de la interfase utilizada la calidad final del material con el que se construyen por ejemplo, recubrimientos espaciales.

Hoy en día el material utilizado para la construcción de estas interfaces, es el pirocarbono (PyC)

material que a pesar de tener buen comportamiento en condiciones agresivas, no cumple con los requerimientos necesarios para soportar temperaturas superiores a 700°C , ciertos niveles de oxidación y presiones.

Por lo cual se ha seleccionado un nuevo material para desarrollar estas interfaces que además

tiene otras ventajas sobre el PyC. Que cumple con las características de resistencia a ataques químicos, temperaturas más elevadas. Comparado con el PyC, las interfaces de Nitrito de Boro (BN) mejoran significativamente la resistencia a la oxidación de los mincompositos, y además como valor agregado este material tiene la propiedad de rellenar grietas dentro de la fibra, para hacerla menos propensa a rupturas.

En los compositos SiC-SiC tipo matriz cerámica, puede ser lograda una buena dureza mediante

la adición de una capa delgada de un material adecuado llamado interfase (entre la fibra y la matriz frágil).Si el nitrito de boro altamente anisotrópico pirolítico puede reemplazar ventajosamente la pobre oxidación del pirocarbono, este proceso de infiltración del vapor químico requiere proteger la fibra de ataques químicos con una pre- capa isotrópica BN obtenida con condiciones menos agresivas.

Por lo tanto en el caso de un clásico CVI isotérmico estático, la interfase de nitrito de boro debe ser infiltrada siguiendo algunos pasos separados ( cambiando el gas precursor de boro y los parámetros CVI durante el experimento).

4. METODOS Y MATERIALES 4.1 Procedimiento:

Las capas fueron procesadas por depósito químico de vapor a presión baja (LPCVD). Fueron depositadas alrededor de cada filamento de una fibra Hi – Nicalon. El reactor fue de un horno de pared caliente. Los precursores gaseosos fueron BF3 – NH3 y el argón fue usado como gas vector pero además para diluir las especies reactivas. Los gases BF3 – NH3 fueron introducidos por separado dentro de una área fría en el reactor, y mezclados cerca de la entrada del susceptor caliente.

4.2Caracterización:

Después del tratamiento las muestras fueron rotas y la superficie de fractura de los depósitos BN fueron observados con un SEM. Las medidas estructurales fueron realizadas por dos métodos complementarios:

• difracción de rayos X. • y espectroscopia Raman.

Los ensayos de tensión fueron realizados en un cuarto de temperatura en fibras cubiertas y

descubiertas con un máquina MTS- Adamel DY-22 equipada con celdas de carga de 2N. 5. RESULTADOS

Se estudió primero la influencia de la temperatura, la presión total y la composición inicial de la fase gas (α) sin el desplazamiento de la fibra, usando condiciones isotérmicas e isobáricas. Con estos tratamientos estáticos las capas fueron bastante gruesas para determinar su morfología o su textura por medio de una observación simple en SEM. Como la temperatura no uniforme a lo largo del suceptor de grafito, la fibra cubierta siempre fue extraída del mismo lugar localizado en el área mas caliente del reactor. Esta observación demuestra el acontecimiento de 3 posibles texturas de las capas BN. Esto se refiere a liso isotrópico (Is) isotrópico rugoso (Ir) y anisotrópico (A).

La formación de cada textura depende de la presión, temperatura y la composición inicial de la fase gaseosa. Una mezcla rica en BF3 α bajo) es favorable para una elaboración anisotrópica.

5.1 Influencia de presión total y temperatura:

El primer diagrama es reportado en la figura 1. Para una a α =2, el dominio Is se limita a temperaturas bajas (< 1070°C) y escalas de presión bajas (< 50 kPa). El dominio A aparece en temperaturas intermedias y se extiende sobre un largo rango de presión. Finalmente a temperaturas muy altas aparece Ir

Fig. 1 diagrama de textura de presión contra temperatura (α =2)

Un segundo diagrama de textura es presentado en la figura 2. Para α =5 (con mas alto contenido de BF3 en la fase gas inicial), el dominio A es muy estrecho a presiones bajas (para 5kPa y 1050<T<1150°C) y muy ancho cuando la presión incrementa (p=20kPa 950<T<1250).

Fig. 2 diagrama de textura de presión contra temperatura (α =5)

5.2 Influencia de la composición y la temperatura:

Fig. 3. .diagrama de textura de α contra temperatura (P = 20 kPa)

Este estudio fue limitado a α =5. por debajo de esta límite el gas es muy agresivo hacia la fibra Hi-Nicalon. La figura 3 demuestra que el rango de T del dominio A decrece cuando la mezcla de gas se agota de BF3. 6. Estudio del proceso dinámico continuo (LPCVD)

Una fibra con un desplazamiento a través de un susceptor. Durante dicho tratamiento α y la presión permanecen constantes. Pero la fibra sufre un perfil de temperaturas mientras se desplaza. Con α =2 y una presión igual a 20 kPa, según los diagramas de textura las capas BN deberían estar hechas de 5 sub-capas con la siguiente secuencia: Is/A/Ir/A/Is

Usando una velocidad de desplazamiento baja (r = 0.5 m h -1) se observa que la capa experimental está hecha de solo 3 sub-capas ( la ausencia se las otras dos puede ser debido al decrecimiento de las especies gaseosas en la salida del reactor). Usando una velocidad de desplazamiento alta (r <=3 m h-1) los depósitos BN son mas delgados (< 0.5 nm) y se dificulta observarlos por SEM. Se hizo otra prueba pero ahora el perfil de temperatura inicial del susceptor fue modificado, el reactor tuvo 3 distintas áreas calientes con una temperatura baja respectivamente (<1100°C), una temperatura máxima media (~ 1150 °C), y una alta (~ 1250°C). la idea fue a favor del crecimiento de la capa isotrópica. Aun con α =2 y p = 20 kPa, si la fibra sigue exactamente el perfil de temperatura medido, las capas BN esperadas deberían contener la secuencia de sub-capas: Is/A/Is/A/Ir actualmente, con r = 0.5 m h-1 la tercera subcapa esperada Is no se observó. 7. IMPACTO

Las capas delgadas de BN podrían ser depositadas a partir de las especies gaseosas BF3 y NH3 en las fibras que fueron recorriendo continuamente dentro del reactor LPCVD. La estructura anisotrópica puede ser obtenida a 20 kPa por encima de 1200°C. estas condiciones son agresivas para la fibra. Sin embargo, el acontecimiento de un gradiente de temperatura a lo largo del susceptor calentó por inducción remitiendo en un solo paso unas multi sub-capas con diferentes texturas para ser procesadas. La primera capa es isotrópica y protege la fibra de mezclas gaseosas agresivas a alta temperatura. En estas condiciones las propiedades mecánicas de la fibra tratada y no tratada son similares. El uso de tales capas delgadas como interfases en compositos de matriz de cerámica puede ser considerada. 8. Bibliografía S. Jaques, H. Vincent, A. López Marure, y J. Bouix, Multilayered Bn coatings processed by a continous LPCVD treatment onto HI-Nicalon fibers, Villeurbanne Cedex, Francia,2001 S. Jaques, H. Vincent, A. López Marure, y J. Bouix.SiC/SiC minicomposites with structure- graded BN interphases, Villeurbanne Cedex, Francia,2001

INDICE

1. INTRODUCCION 2. JUSTIFICACION

3. OBJETIVOS.

4. DESARROLLO

• Proceso de Infiltración de Vapor Químico con Gradiente Térmico. • Propuesta de los elementos del sistema de control de desplazamiento.

- Diagrama a bloques del sistema. - Búsqueda del motor con las características requeridas.

• Propuesta del Software de control y monitoreo.

INTRODUCCION

Un composito es un material formado por más de un componente, esto proporciona al material características físicas importantes, debido a la estructura de cada material y la unión entre ellos. Un minicomposito SiC/SiC, es un material que esta compuesto de una mecha formada por un conjunto de fibras, cubiertas de una formación llamada matriz hecha de Carburo de Silicio (SiC). En compositos SiC/SiC se puede mejorar su dureza y resistencia a agentes químicos agresivos añadiendo una delgada capa de Nitruro de Boro (BN) entre la fibra y la matriz, llamada Interfase.

Las interfases en minicompositos SiC/SiC son producidas por infiltración de la mecha de fibras

en un sistema gaseoso BF3-NH3-H2, obteniendo un gradiente estructural, mediante un proceso llamado Infiltración a Vapor Químico con Gradiente Térmico (TG-CVI). El reactor esta formado por una cámara de grafito (largo: 35 cm.) colocado dentro de un tubo de cuarzo (diámetro interno: 24 mm), calentado por inducción. El reactor contiene tres distintas áreas de calor con temperaturas, Baja (1100 °C), media (1150 °C) y alta (1250 °C). El control del desplazamiento de la fibra a través de las áreas

de calor, permite determinar la duración del tratamiento CVI y consecuentemente la dureza de la interfase. El sistema consiste en un mecanismo de rotación y traslación, en el cual en un extremo del reactor se tiene un carrete con la mecha, que esta compuesta de alrededor de 500 fibras Hi-Nicalon (monofilamentos), esta fibra se desplazara a una velocidad constante dentro del reactor. En el extremo opuesto del reactor se encuentra otro carrete, en donde es embobinada la fibra que ya se ha sometido al CVI dentro del reactor. Este carrete es el que proporciona la fuerza necesaria para mantener una velocidad de desplazamiento constante La velocidad de la mecha variará dependiendo de las pruebas que se le hagan al material, el rango de este es de 0.5 m/s – 10 m/s ± 1%. Además del control de enrollado de la fibra, el sistema cuenta con un sistema de traslación que permite el embobinado uniforme de la mecha en el carrete. El control de velocidad de desplazamiento, es establecido por el usuario con una computadora conectada mediante un puerto de entrada/salida estándar al sistema.

JUSTIFICACION

La necesidad de desarrollar materiales compositos más resistentes a condiciones mecánicas y térmicas extremas, hace necesario el descubrimiento de nuevas técnicas para el mejoramiento de las propiedades de dichos compositos. Esto conlleva a un estudio de las condiciones, en las cuales se desarrollan cada una de las características estructurales deseadas del material composito.

Para el proceso de estudio y desarrollo de materiales minicompositos en un reactor de

infiltración química en fase vapor en continuo, se requiere tener el control de desplazamiento de la fibra en la cual se realizara la infiltración química para formar el material. El control de esta condición critica del proceso, hace necesario la implementación de un sistema de desplazamiento exacto, que además tenga un control variable de la velocidad, el cual una vez comenzado el proceso deberá mantener una velocidad de desplazamiento constante. Otra característica necesaria para este controlador es una interfase, para que el usuario pueda interactuar con el control del sistema. Cabe mencionar que en nuestra región no se cuenta con un reactor de estas características y en general en el país las técnicas de construcción de materiales no se han desarrollado ampliamente.

OBJETIVOS

Uno de los objetivos que se persiguió en el presente proyecto es el conocimiento de las características, comportamiento y aplicaciones de los materiales compositos, para conocer las técnicas de control de las propiedades de mayor interés, esto permite tener el control de la calidad y las propiedades requeridas en el material. Lo cual nos ayudo a centrarnos en los siguientes puntos:

• Conocer de las condiciones del sistema mecánico, para la introducción del material, hacia la

cámara de infiltración química del reactor, además de las restricciones de manejo de dicho material.

• Proposición del Sistema de control del sistema mecánico de desplazamiento.

• Implementación del sistema de control en el prototipo.

4. DESARROLLO. - Proceso de Infiltración de Vapor Químico con Gradiente Térmico El proceso para la fabricación de la interfase es un proceso llamado Infiltración de Vapor Químico con Gradiente de Temperatura (TG-CVI). Dicho proceso consiste en el paso de una mecha compuesta por 500 fibras de material Hi-Nicalon (bobinada en un carrete), la cual es desenrollada de un primer carrete y pasa a través del suceptor, en la salida del reactor se encuentra un segundo carrete el cual controla la razón de desplazamiento (r) . El reactor en el cual se realiza el proceso, consiste en un suceptor de grafito colocado dentro de un tubo de cuarzo, el cual es calentado por inducción. (Fig.1)

Fig. 1 Reactor CVI Dentro de la cámara de reacción existen tres zonas con diferentes temperaturas, esto es obtenido gracias al ángulo variable de inclinación de las espiras del embobinado calefactor. En la siguiente figura (Fig. 2) se muestra la estructura del reactor .

Espiras Calefactoras

Fibra Suceptor de grafito

Tubo de Cuarzo

Area 3 Area 2 Area 1

Figura 2 Reactor TG-CVI. En el área 1 la temperatura es <1100°C, en el área 2 la temperatura es de ∼1150°C y el área 3 con una temperatura de ∼1250. El control del desplazamiento de la mecha a través de las áreas calientes permite determinar la duración del proceso CVI permitiendo un gradiente estructural preparado en un proceso CVI dinámico continuo de un solo paso. La infiltración del gas ocurre mientras se mantiene las mimas condiciones de fase gaseosa (presión, razón de flujo, composición), durante el proceso completo. La elección de la razón de desplazamiento combinado con un perfil de temperatura bien adaptado en el suceptor permite obtener minicompositos con buenas propiedades. Propuesta de los elementos del sistema de control de desplazamiento. - Diagrama a bloques del sistema de control.

MICROCONTROLADOR

DRIVER DEL

MOTOR

MOTOR SENSOR DE

DESPLAZAMIENTO - PC o estación de monitoreo y control: En esta unidad esencial se establecen las condiciones del proceso como lo son: velocidad de desplazamiento y cantidad de fibra, así también una de las tareas primordiales como el calculo de la señal de control, a partir de la señal de error recibida desde un microcontrolador, además de el monitoreo de la variable por medio de graficas. - Microcontrolador: Este dispositivo se encarga de enviar la señal de control y muestrear, cuenta con una unidad A/D, la cual puede variar su frecuencia de muestreo. - Manejador del motor: La etapa de control requiere de una interfase de potencia para el manejo del motor, esta recibe la señal de control analógica del microcontrolador a través de un D/A, controlando por medio de voltaje la velocidad del motor. - Sensor de Desplazamiento: El desplazamiento de la fibra requiere ser medido para retroalimentar la señal de control, esta medición requiere de un Sensor con técnicas que no contaminen el material, como sensores ópticos, ultrasónicos, etc. - Motor: La velocidad de desplazamiento de la fibra exige un torque y una velocidad constantes del motor para todo el rango de desplazamiento de la fibra. Los motores de Corriente Directa son

En base a estos datos podemos ver que la velocidad dependerá del diámetro que forme la fibra, por lo cual se hizo un calculo en base a las diferentes longitudes de circunferencia que tendrá el carrete a diferentes diámetros, tomando en cuenta el rango de diámetro antes establecido de 2 cm a 8 cm, solo que en vez de diámetro usaremos su radio. Para esto tomaremos el radio, para sacar el perímetro en varias longitudes de circunferencia, con incrementos de 0.1 cm. Después consideraremos cinco velocidades como muestra, que están dentro del rango necesario para hacer experimentos con variaciones de velocidades. En base a los metros por hora (que transformaremos a centímetros por hora) podemos definir cuantas revoluciones queremos que de nuestro motor en una hora.

A

B

CD

controlados fácilmente por voltaje, además de proporcionar un torque y una velocidad estable hasta cierto rango dependiendo de sus características. - Búsqueda del motor con las Características Requeridas

Debido a que el desplazamiento de la mecha debe ser muy exacto y a velocidades fijas antes preestablecidas, tenemos que tomar en cuenta varios factores que son determinantes para el control de la velocidad del motor, la cual nos va a dar la exactitud de desplazamiento de la fibra.

Uno de los principales problemas que se tiene a la hora de hacer que la mecha tenga una

velocidad constante, es que el diámetro que vaya generando la mecha en el carrete no va a ser siempre el mismo, ya que conforme el carrete este enrollando la mecha, se depositará en capas formadas por el mecanismo de translación que se encarga de distribuir uniformemente el material en el carrete, por lo cual el diámetro del carrete se ira incrementando paulatinamente teniendo un rango que variará entre los 2 cm. (carrete vacío) y los 8 cm. (carrete lleno con 100 m. de fibra) por lo cual se necesitará ir variando la velocidad del motor dependiendo del diámetro que se este formando en el carrete receptor.

Pero debido a que nuestro motor se controla a razón de revoluciones por minuto, dividiremos

las revoluciones por hora entre 60, y tendremos las revoluciones por minuto (rpm) así que ajustando las formulas obtenemos los resultados siguientes.

Medidas del carrete

A) Altura del carrete. 28 cm. B) Ancho del carrete 5 cm. C) Altura máxima del material en el carrete 3 cm. D) Diámetro del eje del carrete 2 cm.

Radio Long/giro 0.50 m/h 2.50 m/h 5 m/h 7.50 m/h 10 m/h rph rpm rph rpm rph rpm rph rpm rph rpm

1.0000 6.2832 7.9578 0.1326 39.7888 0.6631 79.5775 1.3263 119.3663 1.9894 159.1551 2.65261.1000 6.9115 7.2343 0.1206 36.1716 0.6029 72.3432 1.2057 108.5148 1.8086 144.6864 2.41141.2000 7.5398 6.6315 0.1105 33.1573 0.5526 66.3146 1.1052 99.4719 1.6579 132.6292 2.21051.3000 8.1681 6.1213 0.1020 30.6067 0.5101 61.2135 1.0202 91.8202 1.5303 122.4270 2.04041.4000 8.7965 5.6841 0.0947 28.4205 0.4737 56.8411 0.9474 85.2616 1.4210 113.6822 1.89471.5000 9.4248 5.3052 0.0884 26.5258 0.4421 53.0517 0.8842 79.5775 1.3263 106.1034 1.76841.6000 10.0531 4.9736 0.0829 24.8680 0.4145 49.7360 0.8289 74.6039 1.2434 99.4719 1.65791.7000 10.6814 4.6810 0.0780 23.4052 0.3901 46.8103 0.7802 70.2155 1.1703 93.6206 1.56031.8000 11.3097 4.4210 0.0737 22.1049 0.3684 44.2097 0.7368 66.3146 1.1052 88.4195 1.47371.9000 11.9380 4.1883 0.0698 20.9415 0.3490 41.8829 0.6980 62.8244 1.0471 83.7658 1.39612.0000 12.5664 3.9789 0.0663 19.8944 0.3316 39.7888 0.6631 59.6832 0.9947 79.5775 1.32632.1000 13.1947 3.7894 0.0632 18.9470 0.3158 37.8941 0.6316 56.8411 0.9474 75.7881 1.26312.2000 13.8230 3.6172 0.0603 18.0858 0.3014 36.1716 0.6029 54.2574 0.9043 72.3432 1.20572.3000 14.4513 3.4599 0.0577 17.2995 0.2883 34.5989 0.5766 51.8984 0.8650 69.1979 1.15332.4000 15.0796 3.3157 0.0553 16.5787 0.2763 33.1573 0.5526 49.7360 0.8289 66.3146 1.10522.5000 15.7080 3.1831 0.0531 15.9155 0.2653 31.8310 0.5305 47.7465 0.7958 63.6620 1.06102.6000 16.3363 3.0607 0.0510 15.3034 0.2551 30.6067 0.5101 45.9101 0.7652 61.2135 1.02022.7000 16.9646 2.9473 0.0491 14.7366 0.2456 29.4732 0.4912 44.2097 0.7368 58.9463 0.98242.8000 17.5929 2.8421 0.0474 14.2103 0.2368 28.4205 0.4737 42.6308 0.7105 56.8411 0.94742.9000 18.2212 2.7441 0.0457 13.7203 0.2287 27.4405 0.4573 41.1608 0.6860 54.8811 0.91473.0000 18.8495 2.6526 0.0442 13.2629 0.2210 26.5258 0.4421 39.7888 0.6631 53.0517 0.88423.1000 19.4779 2.5670 0.0428 12.8351 0.2139 25.6702 0.4278 38.5053 0.6418 51.3403 0.85573.2000 20.1062 2.4868 0.0414 12.4340 0.2072 24.8680 0.4145 37.3020 0.6217 49.7360 0.82893.3000 20.7345 2.4114 0.0402 12.0572 0.2010 24.1144 0.4019 36.1716 0.6029 48.2288 0.80383.4000 21.3628 2.3405 0.0390 11.7026 0.1950 23.4052 0.3901 35.1077 0.5851 46.8103 0.78023.5000 21.9911 2.2736 0.0379 11.3682 0.1895 22.7364 0.3789 34.1047 0.5684 45.4729 0.75793.6000 22.6194 2.2105 0.0368 11.0524 0.1842 22.1049 0.3684 33.1573 0.5526 44.2097 0.73683.7000 23.2478 2.1507 0.0358 10.7537 0.1792 21.5074 0.3585 32.2612 0.5377 43.0149 0.71693.8000 23.8761 2.0941 0.0349 10.4707 0.1745 20.9415 0.3490 31.4122 0.5235 41.8829 0.69803.9000 24.5044 2.0404 0.0340 10.2022 0.1700 20.4045 0.3401 30.6067 0.5101 40.8090 0.68014.0000 25.1327 1.9894 0.0332 9.9472 0.1658 19.8944 0.3316 29.8416 0.4974 39.7888 0.6631

TABLA DE VELOCIDADES NECESARIAS PARA EL CONTROL DEL MOTOR

De la tabla anterior podemos darnos cuenta de que las velocidades mínimas y máximas para controlar el motor, son de aproximadamente 0.0332 rpm y 2.6526 rpm respectivamente. Estas velocidades son considerablemente bajas, por lo cual es necesario conseguir un motor que proporcione muy bajas velocidades pero con una exactitud bastante aceptable debido a que el proceso así lo requiere.

De acuerdo a estas características se cotizo el siguiente modelo de la compañía

Oriental Motors que tiene las siguientes características.

Motor, controlador y caja de engranaje. Características: Potencia de salida: 1/6 HP, 120 W Fuente alimentación: Mono-fasico 100-115 VAC Con freno electromagnético Caja de engranaje con una razón de 200:1

Fabricante: Oriental Motors

Número de parte: BX5120AM200

Para mejorar las características de exactitud y ampliar el rango de control de velocidad del motor es necesario tener el Modulo de control del motor, ya que este nos permite controlar el motor a una velocidad inferior a la que maneja el puro controlador, velocidades a la cuales son necesarias manejar el motor.

Numero de parte: OPX-1A

En la siguiente tabla podemos ver que el rango de velocidades que necesitamos se

encuentra también en el rango de velocidades del modelo de motor que se esta solicitando es decir el BX5120AM200 el cual en conjunto con el modulo de control OPX-1ª nos permiten manejar velocidades desde 0.015 hasta 15 rpm.

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- Propuesta del Software de control y monitoreo. Un control de proceso requiere de un sistema que mantenga el proceso estable y sus variables puedan ser observadas y controladas, en nuestro caso en el desplazamiento de la fibra a través del reactor CVI controlado a través de la PC, requiere de un software para enviar la señal de control hacia el manejador del motor, mostrar el comportamiento de la variable, ya sea numérica o gráficamente. Se ha empezado a desarrollar esta interfaz de usuario mediante el lenguaje de programación Visual Basic, el cual permite una presentación bajo el ambiente Windows. Los controles esenciales para comenzar a trabajar con el sistema son:

1. Campo para Establecer la velocidad de desplazamiento 2. Arrancar Proceso 3. Parar Proceso 4. Cantidad de fibra 5. Valores de Variables de proceso como:

• Velocidad Actual • Tiempo Transcurrido • Tiempo Restante

6. Grafica de Comportamiento El algoritmo debe de seguir las siguientes acciones:

1. Cargar el formulario principal 2. Enfoque del programa se mantiene hasta adquirir los datos de usuario para el

proceso, permitiendo el cambio de enfoque hasta que se tiene los valores correctos o permitidos.

3. Una vez establecidos los datos permite al usuario desplazarse al control de arranque.

4. Al arrancar salta al proceso principal de control del sistema, realizando las siguientes tareas.

• Muestrear el estado de la variable a controlar.

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• Calculo de error y señal de control (Se debe de realizar con un algoritmo de control tomando en cuenta un estudio de la dinámica del sistema).

• Enviar señal de control hacia el sistema. - Nota: Este Proceso no puede ser interrumpido por otra tarea del sistema. Si se requiere

mostrar datos del proceso (graficas), el programa permitirá esto, siempre manteniendo un enfoque prioritario en el control del sistema.

La siguiente grafica muestra la presentación grafica del software,

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