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El Sistema de Medición de Consumo de Combustible (FCS) es un sistema altamente avanzado, autónomo y montado sobre patines, diseñado específicamente para probar el consumo de combustible de locomotoras. Este sistema ofrece monitoreo en tiempo real y medición precisa del uso de combustible, ya que rastrea continuamente la masa de combustible en el tanque, garantizando eficiencia en las pruebas de consumo de combustible de locomotoras. Con componentes sofisticados como filtración de combustible, control de temperatura y sistemas de pesaje, el FCS es una herramienta esencial para pruebas de rendimiento y análisis de eficiencia de combustible.

Componentes del Sistema
1. Tanque de Combustible
2. Material: Acero Inoxidable (SS-304)
3. Capacidad: 150 litros (volumen utilizable de combustible)
4. Diseño: El tanque almacena el combustible, que luego se bombea al motor de prueba a través del sistema de filtración. El tanque está montado sobre cuatro celdas de carga, que monitorean continuamente el peso del combustible dentro del tanque. Estas celdas envían señales al sistema de control, proporcionando datos precisos de consumo de combustible.
5. Sistema de Pesaje del Tanque (TWS)
6. Componentes: El TWS consta de cuatro celdas de carga, una caja de conexión a prueba de llamas y un indicador Mettler Toledo IND 570.
7. Función: Las celdas de carga miden la masa del tanque de combustible y del combustible en su interior. A medida que el motor de prueba consume combustible, la masa del tanque disminuye, y el sistema registra estos cambios en tiempo real, permitiendo un monitoreo preciso del consumo de combustible.
8. Comunicación: Los datos de las celdas de carga se transmiten al PLC para procesamiento y seguimiento en tiempo real del consumo de combustible.
9. Sistema de Llenado de Combustible
10. Motor Eléctrico: Un motor eléctrico trifásico a prueba de llamas (1,5 kW, 1440 RPM) opera la bomba de llenado de combustible.
11. Bomba de Combustible: El combustible se bombea al tanque bajo condiciones controladas, asegurando un funcionamiento suave.
12. Válvulas de Bola:
13. Una válvula de bola manual en la succión de la bomba de llenado del tanque de combustible, con un interruptor de límite que asegura que la válvula esté abierta antes de comenzar el llenado.
14. Una válvula de bola operada eléctricamente en la salida de la bomba, controlada por el PLC, con un sistema de retroalimentación que confirma la posición de la válvula.
15. Filtración: Un sistema de filtración de 10 micrones asegura que solo entre combustible limpio al sistema, con un indicador que alerta al operador si el filtro se obstruye.
16. Válvula de alivio: Mantiene la presión dentro del circuito de combustible, asegurando un funcionamiento suave y evitando daños al sistema.
17. Control y Monitoreo de Temperatura
18. Sensores RTD: Detectores de Temperatura por Resistencia (RTD) instalados en ubicaciones clave para monitorear la temperatura del combustible y del agua refrigerada. Los sensores garantizan que la temperatura del combustible permanezca dentro de un rango especificado para pruebas precisas.
19. Intercambiador de Calor Tipo Tubo y Casco: Enfría el combustible, asegurando que no se sobrecaliente durante las pruebas. El sistema mantiene la temperatura del combustible en 85±5°F.
20. Enfriador: Un enfriador trifásico refrigerado por aire (capacidad 12TR) enfría el combustible y el agua durante la operación, ayudando a mantener condiciones óptimas para las pruebas.
21. Válvulas de Control de Temperatura del Combustible: Dos válvulas de control regulan la temperatura del combustible en los puntos de entrada y salida, asegurando que la temperatura se mantenga dentro del rango deseado para las pruebas.
22. Panel de Control (CP)
23. Diseño: El CP se aloja en un gabinete metálico pintado con polvo (700x650x350 mm), ofreciendo protección a componentes críticos como el controlador PLC, la Interfaz Hombre-Máquina (HMI), interruptor de emergencia y luz torre.
24. Controlador PLC: El PLC gestiona y controla todas las funciones del sistema, incluyendo la operación de bombas, válvulas, sensores y control de temperatura. Se comunica con todos los componentes conectados para garantizar el correcto funcionamiento e intercambio de datos.
25. Indicador Mettler Toledo IND 570: Se utiliza para mostrar datos en tiempo real de las celdas de carga y monitorear la masa del tanque de combustible.
26. HMI: La HMI en el panel de control muestra datos en vivo, incluyendo el estado de todos los componentes del circuito de combustible (abierto/cerrado, encendido/apagado). Proporciona una interfaz amigable para que los operadores controlen las funciones del sistema.
27. Sistema de Enfriamiento
28. Función de Enfriamiento: El enfriador enfría el combustible, previniendo el sobrecalentamiento durante las pruebas. Esto es crucial para mantener condiciones de prueba precisas.
29. Control de Temperatura: El sistema de enfriamiento incluye sensores para monitorear la temperatura del combustible y del agua refrigerada, asegurando que el combustible permanezca a la temperatura deseada.
30. Comunicación: El PLC se comunica con el sistema de enfriamiento a través de RS485 para gestionar su operación.

Especificaciones Técnicas
A continuación se detallan las especificaciones técnicas del Sistema de Medición de Consumo de Combustible (FCS):

Especificación de Componentes
 • Tanque de Combustible SS-304, capacidad 150 litros
 • Motor Eléctrico 1,5 kW, 1440 RPM, 3 fases, a prueba de llamas, 50 Hz
 • Bomba de Combustible, motorizada a prueba de llamas
 • Filtro de Combustible 10 micrones (absoluto), con indicador electrónico de obstrucción
 • Celdas de Carga 4 celdas, conectadas al Mettler Toledo IND 570
 • Sensores de Temperatura (RTD) 0°C a 100°C, monitoreo de combustible y agua refrigerada
 • Intercambiador de Calor Tipo Tubo y Casco, caída de presión 0,01 Bar
 • Enfriador 12 TR, sistema refrigerado por aire trifásico
 • Panel de Control 700x650x350 mm, controlador PLC, HMI, interruptor de emergencia
 • Protocolo de Comunicación RS485 (para enfriador, TWS), Ethernet (para GE DACS)
 • Características de Seguridad: Indicador de Obstrucción de Filtro, Interruptores de Flotador, Bloqueos de Seguridad
 • Fuente de Alimentación 220V AC, 24V DC (salida)
 • Tipos de Válvula: Válvulas de Bola Manuales y Eléctricamente Operadas con interruptores de límite

Funciones Operativas
1. Medición de Consumo de Combustible:
2. El sistema utiliza celdas de carga para medir continuamente la masa del tanque de combustible. A medida que el motor de la locomotora consume combustible, la masa del tanque disminuye y el sistema registra estos cambios. Esto permite un monitoreo preciso del consumo de combustible en tiempo real.
3. Operación de Llenado de Combustible:
4. El sistema incluye modos de operación local y remota. El operador puede iniciar el llenado de combustible a través de la HMI. El PLC asegura que las válvulas correctas estén abiertas antes de iniciar la bomba de combustible. Si el tanque alcanza el peso máximo de combustible, el sistema detiene automáticamente el proceso de llenado.
5. Características de Seguridad:
6. Indicador de Obstrucción de Filtro: Alerta al operador cuando el filtro de combustible está obstruido.
7. Interruptores de Flotador: Detectan sobrellenado o desbordamiento en el tanque de combustible.
8. Válvulas de Bola: Gestionan el flujo de combustible con interruptores de límite que aseguran las posiciones correctas de las válvulas.
9. Bloqueos de Seguridad: El motor solo arrancará cuando las válvulas correctas estén abiertas, y se detendrá automáticamente si la masa del tanque de combustible alcanza el máximo preestablecido.
10. Monitoreo en Tiempo Real:
11. La HMI muestra el estado operativo de todos los componentes del circuito de combustible, incluyendo masa del tanque, estado de válvulas y operación de la bomba. Proporciona a los operadores una visión clara del rendimiento del sistema.
12. Diagnóstico y Calibración del Sistema:
13. El sistema incluye sensores para diagnóstico y monitoreo, permitiendo revisiones de salud del sistema y calibración regular del TWS para garantizar precisión.

Aplicaciones
El Sistema de Medición de Consumo de Combustible está diseñado para su uso en las industrias ferroviaria y de locomotoras para monitorear y probar la eficiencia de combustible de las locomotoras. Asegura que el consumo de combustible se mida con precisión, ayudando a los operadores a optimizar el uso de combustible y reducir los costos operativos. También es crítico para validar el rendimiento del motor bajo diversas condiciones operativas.

Conclusión
El Sistema de Medición de Consumo de Combustible (FCS) es una herramienta esencial para las industrias ferroviaria y de locomotoras, proporcionando mediciones precisas y en tiempo real del consumo de combustible. Con su avanzado panel de control, sistema automatizado de llenado de combustible, características de seguridad y capacidades precisas de medición de masa, el FCS ayuda a los operadores a optimizar el uso de combustible, mejorar la eficiencia y aumentar el rendimiento general del motor.