Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SYSTEM FOR ELECTRONICALLY CONTROLLING ELECTROCHEMICAL REACTORS FOR THE PRODUCTION OF OXYHYDROGEN GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/111086
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for electronically controlling electrochemical reactors for the production of oxyhydrogen gas, characterised in that it comprises a central control module that takes sensor readings, stores configuration parameters, processes all the information by means of a PWM adjustment algorithm, and executes control actions in real-time, and which is connected to a power module that supplies same with electricity, said central control module also controlling the electrolyte level, the temperature and the pressure of at least one oxyhydrogen-generating reactor, by means of sensors for each control variable. The at least one oxyhydrogen-generating reactor is connected to at least one electrolyte filter safety system and to a water and moisture filter in a pipe for releasing the oxyhydrogen gas produced to combustion devices, where a detector of the integrity of the pipes is connected, said detector being controlled by the central control module. The central control module is also connected to a user interface module that has a screen for displaying the readings of the sensors in real-time and allows the system to be programmed, and to a voice reproduction system with a siren for alarms, and further comprises a removable memory system for information storage and a general switch with an activation signal that allows the system to be switched off manually.

Inventors:
DELGADO RODRÍGUEZ LUIS ALFONSO (MX)
DELGADO GODOY LUIS (MX)
GUTIÉRREZ GALLEGOS J FRANCISCO (MX)
FRANCO JÁUREGUI EFRAÍN (MX)
Application Number:
MX2017/000152
Publication Date:
June 21, 2018
Filing Date:
December 14, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ENERCOTEC S A P I DE C V (MX)
International Classes:
C25B1/00; C25B1/06; C25B9/00; C25B9/06; F02D19/00; F02D19/06; G05D27/00; G05D27/02; H01M8/00; H01M8/065; H01M8/0656
Foreign References:
US20100049417A12010-02-25
US6332434B12001-12-25
US20030024489A12003-02-06
US20040144336A12004-07-29
US5498986A1996-03-12
Attorney, Agent or Firm:
DOMÍNGUEZ HUERTA, Carlos (MX)
Download PDF:
Claims:
REIVINDICACIONES

Habiendo descrito suficientemente la invención, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.

1.· Un sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno caracterizado por comprender un módulo de control central que realiza las lecturas de sensores, almacena los parámetros de configuración, realiza todo el procesamiento de la información y ejecuta un algoritmo especial de control tomando en cuenta todos los parámetros de operación, no solo del reactor sino externos relacionados con la aplicación, y el cual está interconectado con un módulo de potencia desde donde se alimenta de corriente eléctrica, dicho módulo de control central también controla el nivel de electrolito, la temperatura y la presión de al menos un reactor generador de oxihidrógeno a través de sensores para cada variable de control; estando dicho al menos un reactor generador de oxihidrógeno conectado a al menos un sistema de seguridad de filtro de electrolito, a un filtro de agua y humedad en el ducto de salida del gas oxihidrógeno producido hacia los equipos de combustión, donde se conecta un detector de integridad de ductos controlado por dicho modulo de control central; dicho módulo de control central estando además conectado a un módulo de interfaz de usuario en el que se conecta una pantalla de visualización con control de brillo que permite visualizar las lecturas de los sensores en tiempo real y permite realizar la programación del sistema a través de determinados menús ya que integra el sistema de recepción para un control remoto; también se encuentra conectado un sistema de reproducción de voz con bocina que permite dar avisos importantes sobre el equipo al usuario; dicho módulo de control central comprende un sistema de memoria extraíble para el almacenamiento de información como parámetros de operación y reporte del historial de operación (mediciones y estatus del reactor); y un interruptor general con señal de encendido que permite apagar al sistema manualmente.

2. - El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo de control controla y monitorea la corriente y voltaje de alimentación mediante al menos un sensor de corriente y al menos un sensor de voltaje desde la fuente de suministro y la temperatura de dicho módulo de potencia mediante al menos un sensor de temperatura que mide la temperatura de los transistores de potencia que regulan la alimentación eléctrica del reactor, evitando así sobrecalentamientos.

3. - El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho módulo de potencia regula el consumo eléctrico del reactor, la generación del gas y por lo tanto la presión del sistema, y la temperatura del electrolito, todo mediante la señal PWM que proviene del módulo de control.

4. - El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxi h id rógeno , de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está conformado por tres módulos principales: un módulo de control para la ejecución del algoritmo de control y la lectura de los parámetros: un módulo de potencia para la regulación del consumo del reactor y el flujo de producción del gas; y un módulo de interfaz para mostrar las notificaciones del sistema y poder programar las variables de operación, así como una serie de sensores que caracterizan al sistema generador y a la aplicación final para lograr un óptimo punto de desempeño mediante una sistema muí ti sensorial y configurable en tiempo real mediante su interfaz inalámbrica y visual, que permite ajustar los parámetros directamente en la aplicación final guardando la información en una memoria de tipo no volátil, integrando un sistema de guardado regular de los parámetros de funcionamiento para un posterior análisis y estudio del comportamiento del sistema.

5. - El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de reproducción de voz con bocina emite avisos importantes sobre el equipo al usuario, tales como errores o condiciones especiales que puedan ocurrir durante la operación del reactor y así evitar distracciones directas del operador, por ejemplo, si requiere algún servicio o mantenimiento, el nivel de agua es bajo, entre otros.

6. - El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho módulo de control central está conectado a un tacómetro que a su vez se conecta a un componente de un motor de combustión interna que provea la información, el cual puede ser el alternador del motor o a la ECU (Engine Control Unit) de un vehículo.

7.- El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho(módulo de control central) está interconectado con al menos un sensor de nivel y un sensor de corriente, y con el almacenamiento del parámetro de eficiencia y número de celdas determina el tiempo de operación del reactor antes de que se agote el agua disponible, garantizando sus parámetros de funcionamiento y generación de hidrógeno; comprendiendo además un módulo de interfaz indicador de aviso de falta de agua.

8.· El sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 6, caracterizado porque dicho módulo de potencia con un sensor de corriente y un sensor de voltaje para regular el flujo de salida de hidrógeno al controlar su consumo eléctrico, que en conjunto con la interconexión de un sensor de presión y del tacómetro optimiza la combinación de inyección de hidrógeno a un motor, calculando dicha inyección en base al algoritmo de regulación de PWM integrado en la unidad central de procesamiento (módulo de control); el sistema además integra a dicho módulo de interfaz y su mecanismo de programación mediante control remoto para implementar los parámetros de operación idóneos del algoritmo de regulación de acuerdo a las características de la aplicación final.

Description:
SISTEMA DE CONTROL ELECTRÓNICO DE REACTORES ELECTROQUÍMICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE GAS

OXIHIDRÓGENO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención cae en el campo de la producción de energías alternativas o energías limpias, tal como la producción y generación de gas oxihidrógeno que se usa como combustible alterno, producido a través de reactores electroquímicos (producen una mezcla de gas hidrógeno y oxígeno en una proporción de 2 a 1 a partir de agua y energía eléctrica). Más específicamente se refiere a un novedoso sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno que se empleará como combustible.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La energía más utilizada en el mundo es la energía fósil. Si se considera todo lo que está en juego, es de suma importancia medir con exactitud las reservas de combustibles fósiles del planeta. Se distinguen las "reservas identificadas" y las "reservas probables", que se podrían descubrir con las tecnologías futuras. Según los cálculos, el planeta puede suministrar energía durante 40 años más (si sólo se utiliza el petróleo) y más de 200 (si se sigue utilizando el carbón). Los combustibles fósiles se pueden utilizar en forma sólida (carbón), líquida (petróleo) o gaseosa (gas natural). Son acumulaciones de seres vivos que vivieron hace millones de años y que se han fosilizado formando carbón o hidrocarburos. En el caso del carbón se trata de bosques de zonas pantanosas, y en el caso del petróleo y el gas natural de grandes masas de plancton marino acumuladas en el fondo del mar. En ambos casos la materia orgánica se descompuso parcialmente por falta de oxígeno y acción de la temperatura, la presión y determinadas bacterias de forma que quedaron almacenadas moléculas con enlaces de alta energía.

Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. Con el invento de la máquina de vapor por James Watt, se van abandonando estas formas de aprovechamiento, por considerarse inestables en ei tiempo y caprichosas y se utilizan cada vez más los motores térmicos y eléctricos, en una época en que el todavía relativamente escaso consumo, no hacía falta prever un agotamiento de las fuentes, ni otros problemas ambientales que más tarde se presentaron.

Hacia la década de los 70's las energías renovables se consideraron una alternativa a las energías tradicionales, tanto por su disponibilidad presente y futura garantizada (a diferencia de los combustibles fósiles que precisan miles de años para su formación) como por su menor impacto ambiental en el caso de las energías limpias, y por esta razón fueron llamadas energías alternativas. Actualmente muchas de estas energías son una realidad.

Es aquí donde cae la presente invención, la cual deriva de investigación, desarrollo, fabricación, fomentación y utilización de los generadores de gas oxihidrógeno, llamado también gas de Brown en honor a su descubridor Yull Brown, usado como combustible y que puede utilizarse en cualquier aplicación donde sea factible el reemplazo de éste combustible, a cambio de los combustibles fósiles.

En distintos paises hay muchos investigadores que intentan desarrollar modelos generadores de hidrógeno con características de buena eficiencia y alta producción de gas, existen distintos diseños, formas, materiales, parámetros de construcción, concentraciones de electrolito y químicos utilizados como electrólito, y con lo que se lucha constantemente es en mantener la eficiencia de los equipos. Sin embargo estos dispositivos no comprenden sistemas electrónicos de control de la producción del gas, o presentan sistemas deficientes que afecta la eficiencia en la producción del gas oxihidrógeno.

Se realizó una investigación para determinar el estado de la técnica y se encontraron los siguientes documentos:

Se encontró la patente US 6338786 B1 de Steven J. Thorpe et. al. presentada el 16 de julio de 1999, la cual se refiere a un método mejorado de separación de gas de hidrógeno producido con una primera solución electrolítica acuosa de un electrolizador de agua para la producción de dicho hidrógeno y dicho gas oxigeno arrastrado con una segunda solución electrolítica acuosa. La producción de gas hidrogeno comprende dos fases en una primera descarga de flujo de solución electrolítica; producir una segunda descarga de flujo de dos fases de dicho gas de oxígeno en dicha segunda solución; alimentar dicha primera descarga a una cámara de separación que tiene una primera parte que define una cámara de hidrógeno para efectuar la separación de dicho gas de hidrógeno a partir de dicha primera descarga; alimentar dicha segunda descarga a una cámara de separación que tiene una segunda porción que define una cámara de oxígeno para efectuar la separación de dicho gas de oxigeno a partir de la segunda descarga; recoger el gas de hidrógeno a partir de la cámara de hidrógeno; recoger el gas de oxígeno de la cámara de oxígeno; recoger el gas de la primera descarga; recoger el gas de la segunda de descarga. La mejora en la que al menos una de dichas primera descarga se descarga en dicha cámara de hidrógeno y dicha descarga se descarga en dicha cámara de oxígeno.

Se detecta que este dispositivo presenta la desventaja que se requiere de dos flujos de solución electrolítica, una primera para obtener hidrogeno y una segunda para obtener oxigeno.

Otra desventaja detectada es que el aparato requiere de dos cámaras, una primera cámara de separación que tiene una parte que define una cámara de hidrógeno; una segunda cámara de separación que tiene una parte que define una cámara de oxígeno y medios para recoger los gases.

Otra desventaja detectada es que no menciona el tipo de electrolito óptimo para la generación de oxihídrógeno de alta calidad.

No se menciona el uso de un sistema electrónico de control que permita regular las condiciones de operación, ni los volúmenes de producción de los gases.

También se encontró la patente US 20120103796 A1 de Kenji Taruya et. al. presentada el 22 de septiembre del 2011, la cual se refiere a un sistema de electrólisis de agua que incluye un aparato de electrólisis de agua a alta presión y un dispositivo de separación de gas-liquido. El dispositivo de separación de gas-líquido incluye un miembro de bloqueo que incluye una abertura de separación gas- líquido y una abertura de detección del nivel de agua. La apertura de separación de gas-líquido y la abertura de detección de nivel de agua se extienden verticaimente e incluye respectivas porciones inferiores que comunican una sola pieza con un tubo de descarga.

El tubo de descarga está dispuesto en una porción lateral inferior del elemento de bloque. La apertura de detección del nivel de agua incluye una parte superior y una sección de detección de nivel superior del agua. El miembro de bloque incluye además un orificio de entrada en la que se introduce el hidrógeno desde el dispositivo de electrólisis de agua a alta presión. El orificio de entrada está dispuesto en una porción lateral superior del elemento de bloque.

El orificio de entrada está situado por encima de la sección de detección de nivel de agua superior de la abertura de detección de nivel de agua.

Se detecta que éste dispositivo presenta la desventaja de que no revela la composición del electrolito. Otra desventaja detectada es que el dispositivo de electrólisis del agua en la producción de gas de hidrógeno utiliza una membrana de electrolito de polímero sólido (membrana de intercambio iónico), en lugar de un electrolito líquido, para descomponer el agua. Otra desventaja detectada es que el sistema de electrólisis de agua comprende un cuerpo sustancialmente cilindrico de vidrio, el cual se puede romper con facilidad debido al tipo de material.

Otra desventaja detectada es que el dispositivo presenta un miembro de bloque metálico que tiene una abertura que acomoda el cuerpo de vidrio, el tipo de metal es altamente corrosivo y se requiere dar mantenimiento constantemente.

No se menciona el uso de un sistema electrónico de control que permita regular las condiciones de operación, ni los volúmenes de producción de los gases.

También se encontró la publicación internacional WO 2012056751 A1 de Toshiaki Suzuki respecto de la solicitud presentada el 08 de abril del 2011, la cual se refiere a un dispositivo de electrólisis del agua que tiene una excelente capacidad de tratamiento de la electrólisis del agua sin aumentar el tamaño del dispositivo o incurrir en mayor costo del equipo, y para proporcionar un aparato de suministro de combustible económico, seguro, y respetuoso del medio ambiente mediante el uso del dispositivo de electrólisis del agua, este dispositivo de electrólisis de agua está configurado para electrolizar agua en un baño electrolítico en el que se aloja una pluralidad de placas de electrodos, producir una mezcla de gas de hidrógeno y oxigeno, y descarga la mezcla de gas generado, en el que la temperatura de una solución electrolítica se detecta por temperatura de la solución electrolítica y el número de placas de electrodos que contribuyen a la electrólisis entre la pluralidad de placas de electrodos se aumenta o disminuye en función de la temperatura de la solución electrolítica detectada por la temperatura de la solución electrolítica.

Se detecta que dicho dispositivo presenta un muelle helicoidal de miembro elástico que empuja a las placas de electrodo que se encuentran en los extremos interiores de la pluralidad de electrodos, esto provoca que dichas placas requieran ser fabricadas de un espesor mayor para que no se rompan, este empuje provoca que las placas deben ser revisadas constantemente para ver su funcionalidad.

Otra desventaja detectada es que en el sistema de enfriamiento se compone de tubería de enfriamiento y un ventilador de enfriamiento en ambos extremos de la tubería de enfriamiento, esto hace más tardado y por lo tanto menos eficiente el enfriamiento del dispositivo, ya que es enfriado por aire.

No se menciona el uso de un sistema electrónico de control que permita regular las condiciones de operación, ni los volúmenes de producción de los gases.

También se encontró la patente US 8168047 B1 de Jerry Smith, Littleton presentada el 29 de octubre del 2008, la cual se refiere a una célula de electrólisis de H2O montado en un vehículo para la creación de hidrógeno. El hidrógeno se mezcla con el suministro de combustible de un vehículo para una mayor economía de combustible. La célula de electrólisis incluye una carcasa de la célula para la retención de agua. Una pluralidad de placas de electrodos positivo montadas dentro de la carcasa de la célula y se une a un polo positivo montado en la parte superior de la carcasa de la célula. El polo positivo está adaptado para la conexión a la fuente de energía eléctrica de un vehículo. Una pluralidad de placas de electrodos negativos están montados dentro de la carcasa e indexados en una relación de separación entre cada una de las placas de electrodos positivos. Las placas de electrodos negativos están asociadas a un polo negativo montado en la parte superior de la carcasa de la célula. El polo negativo está también adaptado para la conexión a la fuente de energía eléctrica de un vehículo. Las placas de electrodos negativos están unidos a una varilla de placa móvil montado dentro de la carcasa de la célula. Un extremo de la barra móvil está adaptado para su fijación a un conjunto de articulación conectado al sistema de combustible de un vehículo. A medida que el vehículo acelera, la varilla mueve las placas negativas hacia las placas positivas, aumentando asi la cantidad de la electrólisis del agua en la carcasa de la célula y por lo tanto el aumento de la cantidad de hidrógeno generado en el mismo. El hidrógeno es descargado a un puerto de combustible de hidrógeno en la parte superior de la carcasa de la célula para el sistema de combustible.

Este dispositivo presenta la desventaja que requiere de un vehículo para ser accionado y provocar una rotación que mueve una barra que a su vez mueve las placas negativas hacia las placas positivas, aumentando asi la cantidad de la electrólisis del agua en la carcasa de la célula y por lo tanto el aumento de la cantidad de hidrógeno generado.

Otra desventaja detectada es que como se requiere de un movimiento rotatorio se requiere de una constante supervisión para realizar mantenimiento preventivo y correctivo de la barra y las placas que giran, debido a que pueden sufrir deterioros frecuentes en tiempos cortos. Otra desventaja detectada en que es diseñado exclusivamente para ser acoplado a vehículos de combustión interna con la finalidad de disminuir su consumo de combustible.

No se menciona el uso de un sistema electrónico de control que permita regular las condiciones de operación, ni los volúmenes de producción de los gases. También se encontró la publicación de la solicitud internacional WO 2012049689 A2 de Thakore Pratik presentada el 10 de octubre del 2011, la cual propone un controlador para la regulación de la producción de gas detonante de agua con la disposición de electrodos con ventilación asimétricamente de módulos electrolizador. El electrolizador tiene electrodos con arreglo asimétrico o no lineal de ventilación de entrada de agua para el flujo de agua en el nivel inferior. Las rejillas de ventilación de entrada de agua son de menor proporción que los difusores de salida de gas. Los difusores de salida de gas con arreglo asimétrico o no lineal para el flujo de gas a nivel superior de los electrodos en la unidad celular electrolizador dispuesto en alternativa de electrodos bipolares en forma de tubo.

Los orificios de ventilación asimétricas están dispuestos a la distancia máxima entre el (Vent Salida de gas) GOV y la ventilación de entrada de agua (WRV) en el mismo tubo de electrodo o forma de la placa para evitar la fuga de corriente entre los electrodos. La disposición asimétrica no permite el flujo de agua entre la placa de electrodo en una sola linea y la disposición asimétrica no lineal no permite el flujo de gas en una sola linea. Por lo tanto aumenta la eficiencia global y reduce las pérdidas de calor. Esto elimina la necesidad del sistema de control de la temperatura. El electrolizador está en forma modular de la serie y la combinación en paralelo con el controlador electrónico para la alimentación de ce con frecuencia de conmutación de los transistores de potencia para regular la salida de gas para adaptarse a diversas aplicaciones.

Se detecta que este dispositivo presenta la desventaja de solo puede ser alimentada con corriente continua para que pueda realizar su función.

No se menciona el uso de un sistema electrónico de control integral multi-variable que permita regular las condiciones de operación, ni los volúmenes de producción de los gases.

Se ubicó también la publicación de la solicitud de patente WO 2011158153 (A1), de Fong Sze Chun y Lam Chi Long Daniel del 15 de junio de 2011 que básicamente consiste en un sistema diseñado para hacer más eficiente la combustión de motores a través de cuatro etapas, la primera consiste en la adquisición de ios datos del motor de combustión interna de inyección a través de al menos un sensor, como pueden ser el MAP/MAF/Oxigeno/TPS, la segunda parte transforma estos datos para finalmente en la tercer etapa tomar las acciones de control modificando la inyección de combustible al motor y la inyección de oxihidrógeno proveniente de una unidad generadora con electrodos de acero inoxidable y electrolito, en donde se monitorea y regula su temperatura, presión y nivel de líquido. La información se transmite al usuario mediante indicadores sobre el estatus del sistema. Por otra parte el sistema se conecta a una especie de computadora o sistema electrónico adicional para la visualización de los parámetros del generador de oxihidrógeno y de los sensores del motor y que el instalador pueda manipular la configuración de la unidad de control y el generador para establecer el flujo de oxihidrógeno.

El sistema envía un aviso de mantenimiento por fuga del gas (detectada mediante un sensor), porque el sistema de enfriamiento no trabaja (consistente en una bomba de recirculación de líquido y ventiladores para un radiador térmico), debido a niveles de presión fuera de rango o que el sistema de rellenado no funciona correctamente. Finalmente, esta invención contempla un método (algoritmo) para optimizar la combustión modificando las inyecciones de combustible en base a los parámetros de los sensores del motor.

El sistema electrónico de control es complejo e involucra múltiples componentes que debe interactuar con los sistemas de inyección del motor del vehículo al que se alimenta con el gas producido. Su instalación y operación es complejo.

Es importante señalar que esta invención contempla un método invasivo para el motor, ya que hay que modificar los inyectores originales del motor para ingresar el oxihidrógeno.

A diferencia del documento antes citado, la presente invención no es un método invasivo con los motores, ya que no requiere alterar el motor en ningún aspecto fundamental, y tiene muchas otras aplicaciones gracias a su control electrónico programable.

Además, no se alteran las señales originales de los sensores e inyectores de la ECU del motor de combustión para la operación del sistema, la invención genera un volumen de gas oxihidrógeno mucho mayor. Ante la necesidad de contar con un sistema de control electrónico programable de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, altamente eficiente, con excelente rendimiento, que permita el control de la producción de gas de alta calidad, fue que se desarrolló la presente invención, que logra una gran producción de gas de hasta 12 LPM de buena calidad, es decir, con un bajo contenido de vapor de agua, esto debido sistema electrónico de control que permite eficientizar el proceso de producción, controlar las variables de proceso y logra mantener operando al reactor en parámetros de trabajo óptimos.

OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN

El objetivo central de la presente invención es hacer disponible un sistema electrónico de control de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno que permita la regulación de la alimentación del reactor que modifica directamente la producción de oxihidrógeno, con capacidad de programar los parámetros de operación como temperaturas, presión, consumo eléctrico, registro de los tiempos de adquisición en una memoria extraíble, sistemas de seguridad contra interrupción de los conductos del gas, y mecanismo de apagado por paro de motor de combustión interna. Otro objetivo de la presente invención es ofrecer un sistema electrónico de control de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, que además permita disminuir los costos operativos, reduciendo también el consumo de combustibles fósiles tradicionales, e incluso en algunas aplicaciones sustituirlos al 100%.

Otro objetivo de la presente invención es optimizar la combustión interna en motores que utilicen combustibles fósil.

Otro objetivo de la invención es adaptar el sistema electrónico de control de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno a los motores que usen cualquier tipo de combustible fósil, convirtiéndolo en híbrido utilizando oxihidrógeno, sin hacer modificaciones de sistemas ya establecidos. Otro objetivo de la presente invención es ofrecer un sistema electrónico de control de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno que garantice la producción de un gran flujo de gas hidrógeno a una alta eficiencia, garantizando la confiabilidad y seguridad en la operación del sistema.

Y todas aquellas cualidades y objetivos que se harán aparentes al realizar una descripción general y detallada de la presente invención apoyados en las modalidades ilustradas.

BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

De manera general el sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno de conformidad con la presente invención, consiste en la asociación de un módulo de control central que realiza las lecturas de sensores, almacena los parámetros de configuración, realiza todo el procesamiento de la información y ejecuta las acciones de control, y el cual está interconectado con un módulo de potencia desde donde se alimenta de corriente eléctrica y al que le controla y monitorea la corriente y voltaje de alimentación mediante al menos un sensor de corriente y al menos un sensor de voltaje desde la fuente de suministro y la temperatura de dicho módulo de potencia mediante al menos un sensor de temperatura que mide la temperatura de los transistores de potencia que regulan la alimentación eléctrica del reactor, evitando asi sobrecalentamientos; dicho módulo de potencia regula el consumo eléctrico del reactor, la generación del gas y por lo tanto la presión del sistema, y la temperatura del electrolito, todo mediante la señal PWM que proviene del módulo de control, el cual también controla el nivel de electrolito, la temperatura y la presión de al menos un reactor generador de oxihidrógeno a través de sensores para cada variable de control; estando dicho al menos un reactor generador de oxihidrógeno conectado a al menos un sistema de seguridad de filtro de electrolito, a un filtro de agua y humedad en el ducto de salida del gas oxihidrógeno producido hacia los equipos de combustión, donde se conecta un detector de integridad de ductos controlado por dicho modulo de control central; dicho módulo de control central estando además conectado a un módulo de interfaz de usuario en el que se conecta una pantalla de visualización con control de brillo que permite visualizar las lecturas de los sensores en tiempo real y permite realizar la programación del sistema a través de determinados menús ya que integra el sistema de recepción para un control remoto; también se encuentra conectado un sistema de reproducción de voz con bocina que permite dar avisos importantes sobre el equipo al usuario, estos avisos incluyen errores o condiciones especiales que puedan ocurrir durante la operación del reactor, por ejemplo, si requiere algún servicio o mantenimiento, el nivel de agua es bajo, etc.; dicho módulo de control central comprende un sistema de memoria extraible para el almacenamiento de información como parámetros de operación y reporte del historial de operación (mediciones y estatus del reactor); y un interruptor general con señal de encendido que permite apagar al sistema manualmente. El módulo de control central en una de sus modalidades, se conecta a un tacómetro que a su vez se conecta a un componente del motor de combustión interna que provea la información, el cual puede ser el alternador del motor o a la ECU (Engine Control Unit) del vehículo.

Para comprender mejor las características de la invención se acompaña a la presente descripción, como parte integrante de la misma, los dibujos con carácter ilustrativo más no limitativo, que se describen a continuación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 muestra una representación esquemática del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de conformidad con la presente invención. La figura 2 muestra un diagrama de la simbología empleada en las figuras subsecuentes de los diagramas de flujo del funcionamiento de la unidad de control del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno.

La figura 3 muestra un diagrama de flujo del algoritmo central del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de conformidad con la presente invención.

La figura 4 ilustra un diagrama de flujo del proceso de inicialización del sistema.

La figura 5 muestra un diagrama esquemático de un pulso con modulación, ilustrando el comportamiento en los diferentes porcentajes del ciclo de trabajo. La figura 6 muestra un diagrama de flujo de lectura de sensores y cálculo de parámetros.

La figura 7 ilustra un diagrama de flujo del proceso de envío del estatus del sistema al módulo interfaz.

La figura 8 muestra un diagrama de flujo del algoritmo de regulación de PWM dentro del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de conformidad con la presente invención.

La figura 9 muestra un diagrama de flujo del proceso de configuración de los parámetros de control dentro del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de conformidad con la presente invención.

La figura 10 muestra un diagrama de flujo del proceso de almacenamiento de datos en memoria flash, dentro del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, de conformidad con la presente invención.

Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer la descripción detallada de alguna de las modalidades del mismo, mostrada en los dibujos que con fines ilustrativos mas no limitativos se anexan a la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCION Los detalles característicos del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno, se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos ilustrativos que se anexan, sirviendo los mismos signos de referencia para señalar las mismas partes.

Haciendo referencia a la figura 1, el sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno de conformidad con la presente invención, consiste en la asociación de un módulo de control central 1 que realiza las lecturas de los sensores, almacena los parámetros de configuración, realiza todo el procesamiento de la información y ejecuta las acciones de control, y el cual está interconectado con un módulo de potencia 2 desde donde se alimenta de corriente eléctrica y al que le controla y monitorea la corriente y voltaje de alimentación mediante al menos un sensor de corriente 3 y al menos un sensor de voltaje 4 desde la fuente de suministro 5 y la temperatura de dicho modulo de potencia es controlada mediante al menos un sensor de temperatura 6 que mide la temperatura de los transistores de potencia que regulan la alimentación eléctrica de al menos un reactor de producción de gas oxihidrógeno 7, evitando así sobrecalentamientos; dicho módulo de potencia 2 regula el consumo eléctrico del reactor de producción de gas oxihidrógeno 7, la generación del gas y por lo tanto la presión del sistema, y la temperatura del electrolito, todo mediante una señal PWM que proviene del módulo de control central 1, el cual también controla en dicho reactor de producción de gas oxihidrógeno 7 el nivel de electrolito mediante un sensor de nivel 8, la temperatura del electrolito mediante un sensor de temperatura 9 y la presión mediante un sensor de presión 10.

Dicho módulo de control central 1 estando además conectado a un módulo de interfaz de usuario 11 y un módulo de interfaz de vis ual ización 12, en los que se conectan una pantalla de visualización 13 con control de brillo 14 que permite visualizar las lecturas de los sensores en tiempo real y permite realizar la programación del sistema a través de determinados menús ya que integra el sistema de recepción para un control remoto 15 del módulo de interfaz de usuario 11; además se encuentra conectado un sistema de reproducción de voz 16 con bocina 17 que permite dar avisos importantes sobre el equipo al usuario, estos avisos incluyen errores o condiciones especiales que puedan ocurrir durante la operación del reactor, por ejemplo, si requiere algún servicio o mantenimiento, el nivel de agua es bajo, etc..

Dicho módulo de control central 1 comprende un sistema de memoria extraible 18 para el almacenamiento de información como parámetros de operación y reporte del historial de operación (mediciones y estatus del reactor); y un interruptor general 19 con señal de encendido 20 que permite apagar al sistema manualmente.

Dicho reactor generador de oxihidrógeno 7 estando conectado a un par de sistemas de seguridad de filtro de electrolito 21, 22, y a un filtro de agua y humedad 23 en el ducto de salida 24 del gas oxihidrógeno producido que lo conduce hacia los equipos de combustión (no mostrados), donde se conecta un detector de integridad de ductos 25 controlado por dicho módulo de control central 1. Cuando el sistema es aplicado a un vehículo de combustión interna, el módulo de control central 1 se conecta a un tacómetro 26 que a su vez se conecta a un componente del motor de combustión interna (no mostrado) que provea la información, el cual puede ser el alternador del motor o a la ECU (Engine Control Unit) del vehículo (no mostrado).

Dicho reactor generador de oxihidrógeno 7 es alimentado de agua desde una fuente de suministro de agua 27.

Con referencia a la figura 2 se proporciona la simbología empleada en las figuras subsecuentes de los diagramas de flujo del funcionamiento de la unidad de control del sistema de control electrónico de reactores electroquímicos para la producción de gas oxihidrógeno. A continuación se lista los números de referencia para cada símbolo y su significado: 28: inicio o fin, 29: proceso, están asociados una serie de pasos a seguir, 30: proceso alternativo, puede ocurrir en cualquier momento respecto a la ejecución normal del sistema, 31: subrutina, acción directa, 32: decisión, 33: despliega aviso, 34: señal de entrada, 35:dato(s) de entrada, 36: tiempo de espera a evento realizando acciones especificas o retardo de tiempo. Aunque en las figuras subsecuentes se emplean la simbología ilustrada, enunciada y referenciada en la figura 2; se emplearan otras referencias numéricas consecutiva de cada paso en cada diagrama de flujo de las figuras subsecuentes para evitar confusión y duplicidad de números de referencia. Se entenderá entonces que el símbolo empleado hará acciones de acuerdo con el significado de la forma como descrito en la figura 2; pero tendrá una numeración consecutiva para referencias las etapas y las acciones precisas que se ejecutan en éstas. Con referencia a la figura 3, en este diagrama de flujo es donde da comienzo la operación del sistema recibiendo una señal de encendido 94 que energiza a la OCU (Oxyhydrogen Control Unit) y esta a su vez genera otra señal interna que permite que ella misma se mantenga encendida aun cuando la señal de encendido ya no se encuentre presente (inicio enciende control electrónico 95), esto último debido a que cuando se apaga el reactor al apagarse la señal de encendido, la OCU aun realiza procesos internos de almacenamiento de datos y una vez que los concluye entonces puede proceder a apagar por completo el sistema, incluyéndose, esta señal de encendido será constante mientras se requiera mantener activo al Reactor de Oxihidrógeno, y puede provenir de distintas fuentes como son: en el caso de la aplicación en motores de combustión interna del bulbo de presión de aceite del motor, del interruptor de encendido general del vehículo, o de la señal de las revoluciones del motor en donde se detecte un cierto umbral de RPM (Revoluciones Por Minuto) que indique que el motor se encuentra en marcha; en otras aplicaciones en general la señal puede provenir de un PLC (Programmable Logic Controller) de un sistema industrial, por ejemplo como una caldera, o simplemente de un interruptor.

A continuación, se ejecuta el proceso de inicialización del sistema 96 que se muestra en la figura 4.

Con referencia a la figura 4 que muestra un diagrama de flujo del proceso de inicialización del sistema, ilustrando con el numeral 37 la realización de una subrutina las configuraciones internas correspondientes al módulo de control, estas son: configurar la frecuencia de reloj del procesador, configurar los puertos que serán de entrada o salida para la conexión con los periféricos, configuración de las interrupciones que puedan ocurrir para atender los eventos que sucedan con algunos sensores y periféricos como cambios de estado en una señal, configura también el puerto de comunicación para transmitir datos al módulo de interfaz de usuario que es el que visualizara información del sistema en la pantalla y reproducirá por voz problemas de funcionamiento del equipo, por otra parte se configuran los canales analógicos para realizar lecturas de la información que transmiten los sensores en forma de voltaje (corriente, presión, temperatura, RPM, voltaje) por medio de un ADC (Analog to Digital Converter), se configura la etapa interna de generación de la señal de PWM (Pulse Width Modulation) que será inyectada al módulo de potencia del sistema, esta señal de PWM permite regular el consumo energético del reactor, el flujo de gas que produce el reactor, las temperaturas de trabajo del equipo para que no se excedan y la presión del gas generada, lo anterior se logra al variar el "duty cycle" o ganancia del periodo de la señal, es decir, el tiempo en que se mantiene encendida y apagada en relación al periodo de la señal (Figura 5); por otra parte inicializa el horómetro temporal en ceros, este horómetro permite cronometrar tiempos de operación del sistema de jornadas continuas de uso, es decir, por cada vez que se enciende hasta que es apagado el sistema.

En la siguiente subrutina 38 se resetea la "bandera de error", la cual se activará cuando ocurra un error en el sistema (ver cuadro I, Avisos de errores y códigos de errores) y de esta manera dar aviso al usuario; también se activa la bandera de "primera vez" que permite que el sistema identifique si es la primera iteración del subproceso de almacenamiento del estatus del sistema cuando algún error está presente, esto con el objetivo de almacenar en la memoria Flash el registro de los errores que hayan ocurrido, sobre todo en este proceso de inicialización y arranque; también se activa la bandera de "sin envío" que está asociada al subproceso de identificar cambios en el estatus del sistema y enviar la actualización al módulo de interfaz de usuario para su visualización, si ésta bandera se activa, como en este caso, se inhibe este subproceso de actualización y el objetivo de activarla durante este proceso es debido a que se realizarán lecturas de los sensores del sistema y en este punto no se desea que se estén enviando las actualizaciones ya que retrasarla el arranque.

Cuadro I.- Listado de posibles avisos de error del sistema y su código de error.

A continuación, con la subrutina 39 se ejecuta la inicialización del contador 1 en cero ya que este contador se utilizara para contar minutos, de tal manera que cuando llegue a cinco se active la bandera del "temporizador 5 minutos" que será utilizada en el proceso de regulación de PWM para verificar el estatus de la temperatura del electrolito del reactor.

En la siguiente subrutina 40 inicializa la señal de PWM en 0 %, es decir, el reactor completamente apagado (sin energía eléctrica). En la subrutina 41 se inicializa la memoria Flash (no volátil) de almacenamiento del módulo de control, en esta memoria son almacenados todos los parámetros de configuración del sistema y un registro o reporte del estatus del sistema en formato de tabla que se guarda cada determinado tiempo (temporizador 'Almacenamiento"), si la inicialización de la memoria falla regresa el error con nivel de prioridad 1 ilustrado con el numeral 42, más adelante se explicará cómo son tratados los errores en el programa central. A continuación con el numeral 43 se verifica la conexión con el módulo de interfaz de usuario, si no existe conexión se sale del proceso regresando el error con nivel de prioridad 2 ilustrado con el numeral 44, de otra forma prosigue con el resto de la inicialización del sistema.

En esta siguiente subrutina 45 se inicíaliza el módulo de interfaz de usuario, es decir, su procesador, la pantalla de visualización, su sistema de memoria, el sistema de reproducción de audio para los avisos, su puerto de comunicación con el módulo de control y el sensor del control remoto para recibir los comandos de programación y configuración del sistema, si la inicialización de alguna de estas partes falla regresa el error con nivel de prioridad 1 ilustrado con el mismo numeral 42, de otra forma continua el flujo del proceso.

En esta siguiente subrutina 46 se procede a leer el "archivo del sistema 11 de la memoria Flash que contiene todos los parámetros de configuración (cuadro II) para la operación del equipo y los guarda en la memoria RAM (Random Access Memory, volátil) para su rápido acceso y uso.

Con el numeral 47 se ingresan los parámetros de configuración que se describen en el siguiente cuadro II.

Cuadro II.- Parámetros de configuración del sistema.

la subrutina 48 a continuación se validan los rangos de algunos parámetros de configuración de tal forma que se encuentren dentro los limites físicos de operación del propio reactor, de los sensores o del sistema electrónico (cuadro III), estos pueden estar fuera de rango ( numeral 49) debido por ejemplo a un error en la lectura del archivo, si hay algún valor fuera de rango se establece un valor por defecto ver subrutina 50 (Cuadro IV).

Cuadro III.- Rangos válidos de algunos parámetros de configuración del sistema.

Cuadro IV.- Valores por defecto de algunos parámetros configuración del sistema.

Los parámetros de los cuadros III y IV pueden ser cambiados de acuerdo a la evaluación del tipo de aplicación, y a los materiales empleados en la construcción del reactor y la etapa de potencia, sirven como un ejemplo de referencia para una mejor compresión del funcionamiento del sistema.

Posteriormente en la subrutina 51 se guarda en un registro adicional (corriente máxima programada 2) la corriente máxima programada (Imax), esto debido a que se alterará el valor del registro corriente máxima programada 2 de acuerdo al algoritmo de regulación de PWM y es necesario recuperar el valor original programado en cierto punto del proceso que más adelante se explicará a detalle.

Ahora en la subrutina 52 se calcula la constante de producción de gas (K) que representa los mililitros de oxihidrógeno por segundo que se producen por cada Amper consumido por parte del reactor, esto se hace con el parámetro de configuración 'Eficiencia (LPM vs Amps)" de acuerdo a la fórmula presentada en el diagrama de flujo.

Consecuentemente en la subrutina 53 se calcula un factor de conversión (F) para calcular el consumo de agua (mi) en función a la constante K y a la corriente consumida por el reactor, partiendo de que 1000 mL de agua producen aproximadamente 1750 L de gas. Ahora en la subrutina 54 se guarda en RAM el producto KF para simplificar estos cálculos en el proceso de regulación de PWM. En la subrutina 55, de acuerdo a la configuración del sistema leída de la memoria se habilitan las banderas de los sensores que vayan a estar en operación y se deshabilitan de los que no vayan a funcionar debido a que la aplicación en particular no lo requiere y puede no estar conectado o inclusive no estar instalado en el sistema.

En este punto entra a otro proceso de "lectura de sensores" 56 que se ilustra a detalle en la figura 6 y para ello nos referimos ahora a dicha figura 6, en donde en la subrutina 57 el primer sensor que es verificado es el tacómetro, se evalúa si está habilitado de acuerdo a la configuración del "archivo del sistema", si no está habilitado se procedería a leer el siguiente sensor, si está habilitado realiza una lectura de las RPM y guarda el dato en RAM ilustrado con la subrutina 58, ahora se procede a realizar una lectura del sensor de corriente que se ilustra con la subrutina 59, en este caso no es un sensor que se pueda deshabilitar por lo que siempre se ejecuta este paso, a partir del valor de la señal del sensor (antes de ser convertido en unidades de Amperes); con el numeral 60 se toma decisión y se verifica si está desconectado o no, si lo está, se regresa un error con nivel de prioridad 2 ver numeral 44, de otra manera se valida el rango de operación de acuerdo al cuadro III; en la toma de decisiones ilustrada con el numeral 61 se evalúa si está fuera de rango, si lo está nuevamente regresa un error con nivel de prioridad 2 ver numeral 44, de otra forma procede al proceso 62 que realiza la conversión del valor obtenido en amperes, guarda el dato en RAM y en la toma de decisión ilustrada con el numeral 63 verifica el siguiente sensor que es el de presión, realizando el mismo protocolo que con el de corriente: obtiene el valor de la señal equivalente a la presión (ver numeral 64), verificar si el sensor se encuentra conectado (numeral.60, si está conectado regresa a un error de prioridad 2, 44), si no, se valida si está dentro del rango de funcionalidad (cuadro III) numeral 61 (si está en rango regresa a error de prioridad 2, 44; si no obtiene el valor de presión y guárdalo en RAM ver numeral 65. A continuación se prosigue con la determinación de habilitación del sensor de temperatura de potencia, ver numeral 66, si está habilitado obtiene el valor e la señal equivalente a la temperatura de la etapa de proceso, ver numeral 67 y prosigue los mismos pasos ilustrados con los numerales 60 para la detección se los sensores respectivos; si los detecta regresa al error de prioridad 2, numeral 44y si no determina si está dentro o fuera de rango 61, si lo está regresa al error de prioridad 2, numeral 44; si no, convierte el valor de la señal en unidades de temperatura y guarda el dato en RAM, numeral 68. Posteriormente obtiene el valor de la señal equivalente a la temperatura del electrolito del reactor, numeral 69 y evalúa las mismas decisiones indicadas con los numerales 44, 60, 61 y 68.

Posteriormente se lee y valida solamente el rango del voltaje de trabajo de la fuente de alimentación dependiendo del selector de voltaje y se guarda en RAM, ver numeral 70, de tal forma que si está configurado a 160 VDC el voltaje se deberá encontrar entre #Celdas x 2 Voltios y #Celdas x 2.4 Voltios, si el selector está en posición 12/24 VDC, se verifica si cae dentro del rango < o >= a 18 Voltios, ver numeral 71, si está en el rango inferior verifica que el voltaje se encuentre entre 12 y 14.5 Voltios, si está en el rango superior verifica que se encuentre entre 24 y 29 Voltios, si se encuentra fuera de rango regresa el error con nivel de prioridad 2, numeral 44, de lo contrario se guarda el dato en RAM, finalmente se verifica el nivel de liquido del reactor y se guarda en RAM la información (ver numeral 72) de si se encuentra bajo o no y regresa (numeral 73) a la rutina de donde fue llamado este proceso, que de acuerdo a esta descripción particular regresa a terminar el proceso de inicialización numeral 56 de la figura 4.

Regresando a la figura 4, si en el proceso de lectura de los sensores 56 se regresó un error de prioridad 2, numeral 44 por problemas de conexión o fuera de rango, ahora este proceso de inicialización a su vez regresa el mismo error de tal manera que se vaya hasta el programa central la indicación y se proceda de acuerdo con el diagrama (más adelante se continuará detallando el comportamiento del programa central).

Regresando nuevamente a dicha figura 4 y continuando con la inicialización, lo que sigue es realizar una prueba de funcionamiento al módulo de potencia, para realizar esto se activa la señal PWM con una ganancia del 3 %, ver numeral 74, durante un corto periodo de tiempo y se hace una lectura del sensor de corriente para verificar que el módulo de potencia esté proporcionando energía al reactor, ver numeral 75, si no hay ninguna lectura de consumo de corriente se regresa un error con nivel de prioridad 1, numeral 42, de lo contrario se procede a enviar al módulo de interfaz de usuario la actualización del estatus del sistema que incluye las lecturas de los sensores, ver numeral 76, mediante el proceso ilustrado en la figura 7. En dicha figura 7, se ejecuta el proceso donde se envían al módulo de interfaz de usuario 11 (ver figura 1) por el puerto de comunicación los datos guardados en RAM correspondientes a: El voltaje 77, la corriente 78, la temperatura del reactor 79, la temperatura del módulo de potencia 80, la potencia eléctrica consumida calculándola mediante la fórmula P = VI (producto del voltaje por la corriente) 81, los horómetros temporal 82 y global 83, la presión del oxihidrógeno 84, el porcentaje "Duty cycle" del PWM 85, las RPM del motor 86, el estatus del nivel de líquido en el reactor 87 y finalmente el de los ductos que transportan el hidrógeno 88 (que estén Integros), cabe mencionar que si algún sensor está deshabilitado no se transmitirá su lectura. Posteriormente regresa (numeral 89 al proceso de la figura 4)

Regresando a la figura 4, para concluir con el proceso de inícialización del sistema, con el numeral 90 se muestra la subrutina donde se procede a cargar con cero la 'Bandera nivel", esta bandera permite que cuando se evalúe el nivel de líquido del reactor en el proceso de Regulación de PWM y se detecte bajo por primera vez, se envíe el correspondiente aviso de que requiere rellenarse de agua; también se desactiva el modo manual que si está activado sirve para que mediante el control remoto se ajuste el "Duty cycle" del PWM de forma manual, valiéndolo de 0 a 100 %, resetea las banderas de: "Actualizar' que indica cuando el temporizador ha llegado al tiempo establecido (cuadro II) para actualizar las lecturas de los sensores, enviar el estatus y regular el PWM, "5 minutos" que se activa cada que transcurren 5 minutos (empleada en proceso de regulación de PWM), y las de "Regulando temperatura/temp. Potencia/presión" que indican al sistema que se está llevando a cabo un control sobre esos parámetros. En la siguiente subrutina 91 se configuran dos temporizadores con una base de tiempo de 1 segundo y de 1 minuto, que servirán para generar las interrupciones de los temporizadores "Actualizar" y "Almacenamiento", así como de los cronómetros de cada minuto para los horómetros y de 5 minutos para otras funciones del proceso de "Regulación de PWM", y aquí se inicia su conteo.

Para concluir este proceso de iniciatización con el numeral 92 se muestra la subrutina con la que se desactiva la bandera "Sin envió" que se habia activado, esto con el fin de que se envíe la actualización del estatus del sistema al módulo de interfaz si ocurre un cambio en el sistema. Ahora regresa (ver numeral 93) al programa central de la figura 3.

Regresando nuevamente a la figura 3, donde se hará explícito el tratamiento de los errores que regresa el proceso de Iniciatización del sistema 96, que otros procesos dentro de la inicialización también pudieron haberlos generado:

Primeramente se evalúa el nivel de prioridad del error ilustrado con el numeral 97, si es 1 o 2, un error de prioridad 1, numeral 98 significa que es Crítico, no puede continuar el sistema en operación y el error no cambiará de estado en función del tiempo ya que se puede tratar de una falla por ejemplo de algún componente; si es de prioridad 2, numeral 99, significa que puede no ser tan crítico, y el error puede cambiar a un estado sin error, por lo que espera el cambio pero detiene el funcionamiento del sistema, por lo tanto si es de nivel 1, numeral 98 mantiene al reactor apagado sin producir oxihidrógeno, envía la correspondiente indicación de error para su revisión y activa la bandera de error para detener a los temporizadores y cronómetros sin que se habiliten sus banderas, en este punto el sistema se queda inactivo informando solo del error, si la señal de encendido se apaga, cuando esta vuelva a encender volverá a intentar inicializar al sistema y si el error se corrigió entonces proseguirá con el funcionamiento normal del equipo; por otra parte si el error es de nivel 2, numeral 99, verificará si se trata de un error relacionado con la conexión de comunicación con el módulo de interfaz, si lo es, activará una alarma sonora que se ilustra con el numeral 100 para indicar el error, si el error no tiene relación con la comunicación entonces envía al módulo de interfaz la indicación de error, marcado con el numeral 101, y en ambos casos anteriores procederá a: indicado con el numeral 102, guardar el código de error en la RAM, activar la bandera de error y monitorear el error hasta que haya un cambio de estado de tal manera que ya no exista la condición de error, si detecta que ya no hay error, desactiva la bandera de error 103 y vuelve a ejecutar el proceso de inicialización 96.

Una vez que ejecuta el proceso de inicialización 96 de manera satisfactoria entra al proceso de Regulación de PWM 104 cuyas etapas se ilustran en la figura 8, que es uno de los procesos más importantes en la operación del sistema ya que es el proceso que toma en cuenta el estatus del sistema para regular a la etapa de potencia a través de la señal de PWM, que finalmente provee energía al reactor, esto con el fin de cumplir con la configuración/programación establecida para que el sistema opere de acuerdo a ciertos parámetros (corriente, temperaturas, presión, nivel, voltaje, ... etc.).

Con referencia a la figura 8, el proceso comienza con la verificación 105 si el "Duty cycle" del PWM es mayor a 0 %, es decir, si el reactor esta encendido, si está al 0 % continuará con el programa normalmente, de lo contrario verificara que la corriente sea mayor a 0 amperes, ver numeral 106, es decir, que haya un consumo eléctrico ya que si no hay indicará que hay un problema con el módulo de potencia ya que no está suministrando energía al reactor y esto provocará un error de nivel de prioridad 1 y saldrá de este proceso, lo que se ilustra con el numeral 107; si detecta que hay consumo eléctrico entonces continua con la ejecución del proceso. A continuación verifica el estatus de nivel de líquido en la subrutina 108, si el nivel es bajo entonces verifica la bandera nivel (configurada en el proceso de inicialización) ver numeral 109, si esta bandera se encuentra en "0" procederá a enviar el aviso de nivel bajo en la subrutina 110, ya que esta bandera indica que es el primer ciclo en que se está detectando esta condición, posteriormente ilustrados con ios numerales 111, 112, 113, 114 y 115 se verifica el número de celdas que tiene el reactor (<12, <24, <36, <48, <60 o >60) y en base a esta información y de acuerdo al diseño del reactor generador del gas oxihidrógeno se establecen los "mililitros restantes" (156 mi, 312 mi, 468 mi, 624 mi, 780 mi, 1000 mi) indicados con los numerales 116, 117, 118, 119, 120 y 121 en esta variable, que corresponde al agua restante para que el reactor llegue al nivel mínimo permitido de líquido, esto con el fin de dejar un margen de operación del sistema aun cuando el liquido sea bajo; ahora con el numeral 122 pone en "Γ la bandera nivel, para que la siguiente vez que la OCU entre a este proceso y detecte un nivel bajo ya no envíe el aviso ni establezca los mililitros restantes de agua, sino que mediante una fórmula en la subrutina 123 se vaya restando el agua que se va consumiendo en función a la corriente consumida por el reactor, al factor KF (descrito en el proceso de inicialización) y a la configuración de "Eficiencia", esto permite verificar que cuando la variable "mililitros restantes" llegue a cero (ver numeral 124) significa que el reactor llegó al mínimo nivel de agua permitido y se logre apagar el sistema regresando un error de "sin agua" con nivel de prioridad 2 mostrado con el numeral 44, más adelante se describirá como son tratados los errores en el programa central después del proceso de inicialización del sistema, es decir, cuando ya está operando el equipo; si aún hay agua restante el reactor opera normalmente siguiendo el flujo del diagrama. En el caso de que el nivel del reactor determinado por la subrutina 125 este bien simplemente se asigna un cero a la bandera nivel para que cuando llegue a un nivel bajo esta bandera permita enviar el aviso de nivel bajo al usuario del sistema.

El siguiente paso con el numeral 126 de este proceso consiste en verificar el selector de voltaje, de tal forma que se sepa si el sistema está operando con bajo voltaje (sistemas de 12 o 24 voltios) o con alto voltaje (sistemas de hasta 160 voltios). Si el sistema opera a bajo voltaje primero se establece si el voltaje es mayor o menor a 18 voltios (numeral 127), que es el punto medio entre sistemas de 12 y 24 voltios, si es menor se sabe que es un sistema de 12 voltios, y si es mayor o igual se sabe que es de 24 voltios (numeral 128), si es mayor o igual a 129 voltios(numeral 129); ahora se verifica que si es sistema de 12 volts el voltaje esté entre 12 y 14.5 voltios, numerales 130 y 131, y si es un sistema de 24 volts se verifica que este en un rango de 24 a 29 voltios, si en cualquiera de los dos casos el voltaje supera el límite superior regresa un error de "voltaje alto" de prioridad 2, 44; si está por debajo del limite inferior también regresa un error de "voltaje bajo" de nivel de prioridad 2, 44. Por el contrario si es un sistema de alto voltaje se evalúan los limites superior e inferior en función al número de celdas del reactor, parámetro que fue configurado en el archivo del sistema, estableciendo el limite superior en #Celdas x 2.4 voltios numeral 132, y el límite inferior en #Celdas x 2 voltios, numeral 133, y en cualquier caso fuera de rango igualmente regresaría un error con nivel de prioridad 2, numeral 44.

Si el voltaje se encuentra en un rango correcto, a continuación se evalúa si el sistema se encuentra en modo manual o automático con la bandera correspondiente (ver numeral 134), si se encuentra en modo manual (activado por programación) el sistema en su rutina 135 permite que a través del control remoto se modifique la señal de PWM de forma instantánea, de esta manera quedaría "desactivado" y la operación regresa (numeral 136) el resto del seguimiento de este proceso, que tiene que ver con el ajuste del PWM en función a los sensores. Si el "Modo manual" se encuentra desactivado, entonces prosigue con el flujo del proceso. A continuación se verifica si el tacómetro está habilitado (numeral 137), si lo está entonces verifica en cuál de los cuatro rangos están las RPM del motor, si el motor se encuentra en ralentí, es decir, en el rango 1 de RPM (numeral 138), activando la bandera sin envió con la subrutina 139, entonces la OCU pone el PWM en 0 % (numeral 140), apagando la energia del reactor y procede a realizar el proceso de lectura de los sensores (numeral 141) para actualizar las mediciones de los sensores y enviar al módulo de interfaz el nuevo estatus del sistema mostrado con el numeral 142 para desactivar la bandera sin envío ilustrado con el numeral 143; terminando así este proceso de regulación de PWM. Si en la lectura de los sensores se encontró un error se regresa el error con nivel de prioridad 2, 44. Cabe mencionar que es de gran importancia que el reactor se apague cuando la aplicación es en motores de combustión interna y el motor se encuentra en ralentí, esto debido a que no justifica la inyección de oxihidrógeno y el consumo energético que implica su producción cuando no se está realizando ningún trabajo, ya que la eficiencia en la quema de combustible se obtiene en los cambios de aceleración al momento de inyectar más o menos combustible fósil.

Si el motor se encuentra en el segundo rango de RPM (numeral 144), procede mediante la subrutina 145 a asignar que la máxima corriente con la que operará el reactor ("corriente B") será A % de la corriente máxima que se programó (Corriente máxima programada 2 del proceso de inicialización), si está en el tercer rango de RPM, numeral 146, será entonces B %, numeral 147 y si se encuentra en el cuarto rango, numeral 148, será el 100 % de la corriente máxima que se programó, numeral 149. Cabe mencionar que si el tacómetro se encuentra deshabilitado entonces la corriente será programada como en el cuarto rango, es decir, el 100 % de la corriente máxima que se programó.

Ahora en este punto 150 del proceso se verifica la bandera del 'Temporizador 5 Minutos", para saber si ha transcurrido ese tiempo, si la bandera está activa indicándolo, entonces mediante subrutina 151 resetea la bandera y verifica si ya se encuentra en proceso de regulación de la temperatura del reactor (electrolito) numeral 152, si aún no está regulando la temperatura entonces verifica si la temperatura del reactor (electrolito) es menor a la máxima programada menos 1 grado centígrado (numeral 153), si la temperatura está por debajo, continuará a la siguiente etapa del proceso; si la temperatura es igual o superior entonces mediante subrutina 154 activa la bandera de "regulación de temperatura", y ahora se hace una nueva verificación de si la temperatura es menor a la máxima programada menos 5 grados centígrados (numeral 155), esta evaluación tendrá sentido en posteriores verificaciones a esta primera, ya que al ahora estar activada la bandera de regulación de temperatura mediante subrutina 154 y el programa pasará inmediatamente a esta evaluación que permitirá saber si ha disminuido la temperatura, si no ha disminuido procederá a reducir en un porcentaje la corriente máxima programada 2 (numeral 156) de tal manera que vaya disminuyendo cada 5 minutos el consumo de energía del reactor, lo cual provocará que se enfríe el electrolito 8numeral 157), si por alguna razón, ésta corriente que se va disminuyendo llegara a cero, entonces seguiría con el resto de la ejecución del algoritmo; si la temperatura del electrolito disminuyera los 5 °C respecto a la temperatura máxima programada entonces procedería a deshabilitar bandera de regulación de temperatura (numeral 158) y restableciendo la corriente máxima programada 2 con la corriente programada en el sistema originalmente (inicialización) numeral 159.

Ahora se procede a verificar si existe alguna otra bandera de regulación activa correspondiente a la temperatura de la etapa de potencia o a la presión (numeral 160), si es que los sensores están habilitados, si no lo están lo tomara como una condición negativa (numeral 161), es decir, que no hay banderas activas, y si este es el caso, se procederá a incrementar el "Duty cycle" del PWM en 1 %, cada determinados milisegundos, por ejemplo, pueden ser 100 milisegundos para que se incremente 10 veces por segundo, 0 % a 100 % en 10 segundos, hasta que la lectura de la corriente del reactor sea mayor o igual a la "corriente_B", o que las lecturas de la temperatura de la etapa de potencia o de la presión se hayan salido del rango máximo permitido (si los dos últimos están habilitados), el procedimiento anterior indica que el sistema está diseñado para tratar de mantener la máxima corriente programada en el sistema, pero tomando en cuenta el estado de los sensores y que el reactor trabaje dentro de los rangos permitidos de operación. Si en la evaluación de las banderas de regulación se detecta que se encuentra en un ciclo de regulación, o si en el proceso de incrementar el "Duty cycle" se detecta que el PWM ha llegado al 100 % pasa directamente a la siguiente etapa que consiste en asegurarse que la corriente sea inferior a la corriente establecida ("Corr¡ente_B") , debido a que las banderas de regulación indican que no se debe incrementar el "Duty cycle" sino por el contrario que se está reduciendo para hacer la regulación correspondiente.

En esta siguiente etapa se procede a disminuir el "Duty cycle" del PWM en 1 %, cada determinados milisegundos, por ejemplo, pueden ser 50 milisegundos para que se decremente 20 veces por segundo, 100 % a 0 % en 5 segundos, hasta que la lectura de la corriente del reactor sea menor a la "Corriente_B" ; por otra parte si la "Corriente_B" es cero amperes se sale del ciclo condicional colocando el PWM a 0 %. (ver numerales 162 a 172 y 44).

A continuación se valida si el sensor de la temperatura de la etapa de potencia se encuentra habilitado (numeral 173), si no lo está pasa a verificar el sensor de presión ver numeral 174 (más adelante se detallará la rutina), por el contrario si está habilitado realiza otra lectura de esta temperatura (numeral 175), a parte de la que se realizó en la inicialización, con el fin de actualizar el dato ya que durante el proceso anterior se pudo haber modificado el valor de temperatura, se verifica si se está regulando la temperatura del módulo (numeral 176), si no está en proceso de regulación se verifica si la temperatura es mayor a la máxima que se programó (numeral 177), si no ha superado esta temperatura continua a verificar el siguiente sensor (presión) numeral 174, pero si es igual o superior a la programada entonces activa la bandera de regulación (numeral 178) y verifica si la temperatura es menor a la máxima programada menos 5 °C (numeral 179), esta última condicional se evalúa ya que una vez activa la bandera de regulación se estará haciendo la evaluación en cada iteración para asegurar que disminuya la temperatura, si la temperatura disminuye hasta que se cumpla la condición resetea la bandera de regulación de la temperatura de esta etapa de potencia (numeral 180) y continua a evaluar al siguiente sensor (presión) numeral 174; pero mientras la temperatura no disminuya se realizará un decremento del "Duty cycle" del PWM (numeral 181) en cada iteración o ciclo de regulación del PWM, si por alguna razón el PWM llega a 0 % (numeral 182) irá directamente a la evaluación del sensor de presión 174.

Primeramente se verifica si el sensor de presión está habilitado ( numeral 174 ), si no lo está, terminara el proceso de regulación de PWM, activa la bandera sin envió, numeral 183 haciendo una última lectura de todos los sensores (numeral 184) y si están fuera de rango o sin conexión se regresa el error a nivel de prioridad 2 ( numeral 44 ) y actualizando el estatus del sistema enviando el estatus del sistema al módulo de interfaz por puerto de comunicación ( ver numeral 185 ) y con la subrutina 186 desactiva bandera sin envío y regresa al proceso ( ver numeral 187), si el sensor está habilitado hace una lectura de la presión (numeral 188) y verifica si está activa su bandera de regulación (numeral 189), si no lo está, verifica que la presión esté dentro del límite superior (numeral 190), si está dentro de rango ahora verifica el límite inferior (numeral 191), y si la presión es muy baja envía un aviso de presión baja (numeral 192), de lo contrario finaliza el proceso con la lectura de los sensores antes mencionada. Ahora, si la presión esta fuera del límite superior, primero procede a guardar la presión leída en un registro temporal "Presion_Temp" (numeral 193), luego activa la bandera de regulación de presión (numeral 194) y ajusta el PWM al 50 % del "Duty cycle" actual (numeral 195), esta última acción está concebida asi debido a que cuando se habilita el sensor de presión normalmente es para aplicaciones en donde se hace combustión directa del gas y requiere haber una diferencia de presión entre el sistema y la boquilla de salida ya sea de un quemador o de un soplete por ejemplo, entonces en el caso de que se detecte una presión fuera del límite superior programado puede implicar que la válvula de salida del gas esté cerrada y al reducir drásticamente el "Duty cycle" del PWM se reduciría la tasa de incremento de la presión del sistema de manera instantánea; ahora se hace una espera de 1.5 segundos (numeral 196) y se vuelve a leer la presión del gas (numeral 197), y si la presión ha disminuido a la presión máxima programada menos 1 PSI (numeral 198) resetea la bandera de regulación (numeral 1999 y finalizaría con la lectura de los sensores, pero si la presión no se ha reducido entonces verifica si se ha reducido 0.15 PSI respecto a la primera lectura (numeral 200), si no se ha reducido en esta pequeña proporción significaría que en definitiva la válvula está cerrada y pone a 0 % el "Duty cycle" del PWM (numeral 201), por el contrario si se ha detectado esta pequeña disminución de la presión finalizará el proceso con la lectura de los sensores sin ninguna acción adicional en el PWM, ya que se esperará a la siguiente iteración para que se evalúe directamente si la presión ha disminuido a la máxima programada menos 1 PSI (debido a la bandera de regulación de presión activa), y así en próximas iteraciones ajustar los parámetros de funcionamiento del reactor una vez que disminuya la presión.

Regresando nuevamente a la figura 3, si se produce un error dentro del proceso de regulación de PWM y en otros procesos que son ejecutados dentro del mismo, primero se verifica el nivel de prioridad (numeral 202), si el error es de nivel de prioridad 1 entonces se pone el PWM a 0 %, es decir, se apaga el reactor, luego se guarda en RAM el código de error, se envía la indicación del error al módulo de interfaz de usuario y finalmente se activa la bandera de error (numeral 203) para detener a los temporizadores y cronómetros sin que se habiliten sus banderas, y el sistema se queda inactivo informando solo del error. Si el error es de nivel de prioridad 2 se procede a apagar el reactor (PWM = 0 %), guarda el código de error, envía la indicación del error, activa la bandera de error y finalmente se queda monitoreando el estatus del error hasta que este se corrija o sea corregido (numeral 204), lo anterior puede implicar hacer lecturas de algún sensor o periférico, y una vez que desaparezca la condición de error se desactiva la bandera de error (205) y se activa la bandera de sin envío (numeral 206) y se prosigue con el proceso de leer los sensores (numeral 207) y enviar su correspondiente estatus al módulo de interfaz de usuario (numeral 208), regresando finalmente al proceso de regulación de PWM al desactivar la bandera "sin envió" (numeral 209). Cada vez que finaliza una iteración del proceso de regulación de PWM se queda esperando a que la bandera del temporizador "Actualizar" se habilite una vez que transcurre el tiempo programado (cuadro II), una vez que sucede resetea la bandera (numeral 210) para que en el siguiente ciclo se pueda quedar esperando a que sea habilitada nuevamente, y activa la bandera "sin envío" (numeral 211) ahora realiza el proceso de lectura de los sensores (numeral 2012) guardando los datos en RAM y procediendo a enviar la actualización del estatus del sistema al módulo de interfaz (numeral 213), si en la lectura de los sensores se detecta algún error se va a la etapa de verificación de la prioridad del error (numeral 202) y continua el flujo de acuerdo al diagrama (explicación en párrafo anterior), finalmente vuelve a ejecutar el proceso de regulación de PWM (numeral 210) cuando se desactiva la bandera sin envío (numeral 214) y nuevamente vuelve a comenzar este ciclo.

En este punto se procederá a explicar las interrupciones que son subprocesos desencadenados por algún evento en particular y que pueden ocurrir en cualquier momento interrumpiendo la ejecución normal del programa para ser atendidos y realizar alguna tarea en particular.

Comenzando con la "Interrupción por corte del ducto de gas" (numeral 215), este subproceso se ejecuta cuando se detecta que se ha cortado la manguera por donde fluye el gas oxihidrógeno, lo cual puede ser muy delicado ya que se trata de un combustible y debe ser manejado con las precauciones necesarias, por lo que se en este punto del programa se regresa un error de nivel de prioridad 1 (numeral 216), procediendo como se describió anteriormente, recordando que en este punto el sistema dejará de operar hasta que sea corregido el problema, en este caso restaurando la manguera dañada.

La siguiente interrupción que puede ocurrir es por la desconexión física del módulo de interfaz de usuario (217), en la que al detectar la condición se regresa un error de nivel de prioridad 2 (numeral 218), procediendo como se describió anteriormente, esperando a que el error cambie de estado, en este caso al reconectar el módulo.

La siguiente interrupción se ejecuta al detectar que la señal de encendido se apaga (numeral 219), indicando que se debe apagar el sistema, procediendo primeramente a apagar el reactor poniendo el PWM al 0 % (numeral 220), a continuación procede a almacenar en la memoria FLASH (no volátil) los códigos de error que se hayan generado y que aun permanezcan en memoria RAM (numeral 221), lo anterior debido a que el subproceso de almacenamiento guarda los códigos de error cada determinado tiempo (temporizador "almacenamiento') y borra el código de error una vez guardado, sin embargo, si la presente interrupción ocurre cuando existe algún error y no ha llegado el tiempo de almacenamiento, entonces es en este punto cuando se guarda el informe del error; por otra parte también se guarda en memoria Flash el tiempo restante para servicio y mantenimiento (numeral 222). Finalmente se procede a apagar a la propia OCU, es decir todos los módulos del control electrónico (223), de tal manera que no haya consumo eléctrico por parte del sistema, lo cual es un punto de relevante importancia en aplicaciones móviles, en donde el sistema funciona con baterías por ejemplo de un vehículo. En este punto es donde finaliza el diagrama de flujo del sistema, y una vez que este vuelve a encender debido a la señal de encendido, comienza nuevamente todo el proceso.

La siguiente interrupción corresponde al mecanismo de programación del sistema, cuando en el control remoto se oprime el botón de programación la señal se recibe en el módulo de interfaz de usuario (numeral 224), y este módulo a su vez envía comandos al módulo de control que dispara la interrupción de programación y de esta manera se establece una comunicación en la que se configura el sistema a través del proceso de programación (numeral 225); este proceso de programación se describe ampliamente en la siguiente figura 9.

Con referencia a la figura 9, este proceso comienza verificando el NIP de seguridad (numeral 226) para acceder al sistema, brindando de esta manera seguridad, ya que en este proceso se configuran parámetros que afectan directamente el funcionamiento del reactor, si el NIP es incorrecto simplemente no permite el acceso al sistema de configuración (numeral 226a). Primeramente se verifica la selección del parámetro que se quiere configurar (numeral 226b), que se realizó a través del menú de configuración, y se ejecuta la rutina de programación:

• PWM modo manual:

Cuando se desee establecer un porcentaje de PWM de forma manual, es decir, sin que lo calcule el sistema automáticamente en base a sus parámetros de operación y a la lectura de los sensores, se selecciona esta opción en el menú de programación, y lo primero que sucede es que se visualiza una pantalla de estatus avanzado (numeral 227) del sistema en la que se pueden ver todos y cada uno de los parámetros monitoreados (voltaje, corriente, potencia eléctrica, voltaje por celda, temperaturas de electrolito y de potencia, presión, nivel de líquido, porcentaje de PWM, RPMs del motor y horómetro global), a diferencia de la pantalla de visualización en operación normal en la que se visualizan solo algunos de los parámetros más relevantes (voltaje, corriente, temperatura electrolito, horómetro, nivel de liquido, presión del sistema y porcentaje del PWM), durante la visualización de esta pantalla de estatus avanzado es posible cambiar el porcentaje de PWM mediante el control remoto (numeral 228) y al mismo tiempo visualizar el estatus del sistema en determinado punto de operación.

Para lograr que se haga el cambio del PWM de forma manual se habilita el "modo manual" (numeral 229), que se verifica en el proceso de regulación de PWM y de esta manera permite realizar el cambio del "Duty Cycle" de forma instantánea, deshabilitando el ajuste automático del PWM. Se guarda el dato en RAM y transmite dato (numeral 230), se ejecuta la acción de si se sigue configurando (numeral 231) si no se desactiva el modo manual en el control del reactor (numeral 232), si se quiere seguir configurando se regresa al numeral 227.

Una vez que se sale de esta opción de establecer el PWM de forma manual entonces se deshabilita el "modo manual" (232), de tal forma que el proceso de regulación de PWM ejecute sus funciones para establecer esta señal de manera automática.

• Frecuencia de PWM: En esta configuración, primeramente se muestra la frecuencia del PWM que se encuentra actualmente programada (numeral 233), posteriormente se establece una nueva frecuencia de PWM 8numeral 234), se valida si está dentro de rango (numeral 235) y si no lo está se tendrá que establecer nuevamente una frecuencia válida, si se encuentra en rango se guarda en RAM para posteriormente ser almacenada en Flash como parámetro de configuración (numeral 236), finalmente se evalúa si se quiere configurar nuevamente (numeral 237), si no, termina esta configuración, si se quiere seguir configurando regresa al numeral 233.

Corriente máxima:

En esta configuración se establece la corriente máxima que podrá consumir el reactor, primeramente se visualiza la actualmente configurada (numeral 238) y luego se configura para establecer la corriente máxima de operación del reactor (numeral 239), se valida que esté dentro de rango (numeral 240), si no lo está se tendrá que establecer una corriente que se encuentre dentro de rango, de lo contrario guardará la nueva corriente en RAM en dos registros: 'Corriente máxima programada" y "Corriente máxima programada 2" para que el sistema pueda realizar los algoritmos establecidos en el proceso de regulación de PWM (numeral 241). Igualmente al final se evalúa si se quiere volver a modificarla (numeral 242), si no, concluye esta configuración.

• Temperaturas Electrolito y Potencia:

En este punto de programación se visualizan primeramente ambas temperaturas (si sensor de potencia habilitado) ver numeral 243, y se establece primero la temperatura del electrolito del reactor máxima durante la operación del reactor (numeral 244), a continuación se valida que se encuentre dentro de rango permitido (numeral 245) para no generar vapor de agua, luego se verifica que el sensor de la etapa de potencia se encuentre habilitado (numeral 246), si no lo está simplemente no se configura este parámetro, si lo está se configura la temperatura máxima que será permitida en el sistema de disipación de calor de los transistores de potencia que controlaran eléctricamente al reactor (numeral 247), se validará si está en rango (numeral 248) y finalmente se guardarán los datos en RAM para el proceso posterior de guardado en la memoria no volátil (Flash) ver numeral 249. Se determina si se quiere seguir configurando (numeral 250). • Presión del gas:

Primeramente se verifica que el sensor se encuentre habilitado (numeral 251, si no lo está pues no se permitirá configurar este parámetro, si se encuentra habilitado entonces se visualizarán las presiones mínima y máxima de operación previamente configuradas (numeral 252), posteriormente se configuraran ambas (numeral 253) y luego se verificará que la presión máxima se encuentre dentro del rango permitido y que la mínima sea menor a la máxima (numeral 254), lo último con el fin de que el algoritmo funcione de manera adecuada y que el usuario que configura el sistema no cometa un error de configuración por accidente, también cabe mencionar que la presión mínima puede ser de 0 PSI, lo cual indicaría que no hay restricción en la presión mínima. Finalmente guarda la información en RAM (numeral 255), y se determina si se quiere seguir configurando (numeral 256).

Habilitado de sensores:

En esta configuración primero se visualiza una relación de los sensores que se encuentran habilitados (numeral 257), cabe mencionar que no todos los sensores son configurables, los que si son el de presión, ductos, temperatura de potencia y tacómetro, el resto siempre estarán presentes en la operación del sistema. A continuación se eligen lo que se utilizarán de acuerdo a la aplicación en particular para establecer su configuración (numeral 258), y finalmente se guarda temporalmente la relación de sensores a utilizar para ser almacenada directamente en memoria flash (numeral 259) y se determina si se quiere seguir configurando (numeral 260).

Tiempo de mantenimiento:

Aquí se configura el tiempo de funcionamiento después del cual se le deberá dar un servicio, mantenimiento y revisión al sistema de generación del gas oxihidrógeno. Primeramente se visualiza el tiempo restante en el que se requiere este servicio (numeral 261), a continuación permite modificarlo estableciendo el nuevo tiempo (numeral 262) y guardándolo en RAM (numeral 263) y se determina si se quiere seguir configurando (264).

Configuración Temporizadores:

En este punto de la programación se configuran los temporizadores de "Actualizar" y "Almacenamiento", el primero es el que dicta cuando se actualizará en pantalla el estatus del sistema y a su vez permite la ejecución del proceso de regulación de PWM; el segundo temporizador es el que establece el tiempo en el que se debe estar guardando en memoria un reporte del estatus del sistema. Primero el sistema visualiza sus valores previos (numeral 265), y a continuación permite que se configuren (numeral 266), posteriormente se valida que se encuentren dentro de rango 8numeral 267), una vez validados los rangos se preparan los datos para ser guardados en memoria Flash (numeral 268) y se determina si se quiere seguir configurando (269).

* No. de Celdas y Eficiencia:

Primero se visualizan los datos previamente configurados (numeral 270), a continuación se configura el número de celdas del reactor que está gobernando la OCU (numeral 271), se verifica que esté dentro de rango (numeral 272)y se guarda el dato en RAM (numeral 273), a continuación se establece el parámetro de eficiencia (numeral 274), que requiere la relación del flujo de gas que se produce a determinada corriente eléctrica (utilizado para el cálculo del consumo de agua), finalmente se prepara el dato para ser guardado en memoria Flash (numeral 275) y se determina si se quiere seguir configurando (numeral 276).

• NIP de seguridad:

En esta opción de configuración es posible modificar el NIP de acceso a la función de programación de todas las configuraciones del sistema, para esto se solicita ingresar el nuevo NIP de seguridad (numeral 277) y confirmarlo ingresándolo nuevamente 8numeral 278), lo cual permite verificar que sean iguales (numeral 279) y que el usuario no haya cometido un error, de esta manera se guarda en RAM la nueva contraseña de seguridad (numeral 280) y se determina si se quiere seguir configurando (281).

Rangos de RPMs:

Finalmente se establecen los cuatro rangos de revoluciones a los cuales el reactor trabajará a un cierto porcentaje de su capacidad. Para lo anterior primero se verifica que esta funcionalidad se encuentre habilitada (numeral 282), es decir, que el tacómetro se encuentre habilitado en la lista de sensores, y para esto se requiere que la aplicación en particular sea en un motor de combustión interna. A continuación se visualiza la configuración previa de los rangos de revoluciones y su corriente % de corriente máxima permitida (numeral 283) y posteriormente se va configurando cada rango, comenzando por el 1 (numeral 284), en el que se establece el umbral de RPMs a partir el reactor comienza a producir oxihidrógeno, es decir, por debajo de este umbral se mantendrá apagado el reactor (PWM = 0 %), luego se configura el rango 2 en el que se establece otro límite máximo de RPMs en el que el reactor trabajara a un A % de su capacidad, es decir, un A % del parámetro de corriente máxima programada 2 (numeral 285), la cual será la misma que la máxima programada siempre y cuando el sistema no esté regulando la temperatura del electrolito dentro del reactor, ya que en ese momento este parámetro de corriente se disminuye, como se describió en el proceso de regulación de PWM. Luego se establece el rango 3 (numeral 286) con otro límite de revoluciones y en este rango el reactor se programa para operar a un B % de su capacidad (medida en los mismos términos descritos en el rango 2), y finalmente se configura automáticamente el rango 4 (numeral 287), en el que el reactor trabajará ai 100 % de su capacidad cuando las revoluciones sobrepasen el umbral de RPMs del rango 3; para concluir este proceso de configuración se valida que las revoluciones programadas no sobrepasen un límite máximo establecido (Cuadro III), y que sean progresivas, es decir, que el primer umbral de revoluciones sea menor al segundo, y que el segundo sea menor al tercero, con el fin de que el algoritmo se ejecute adecuadamente (numeral 288), una vez validado lo anterior se guardan las configuraciones en RAM (numeral 289) y se determina si se quiere seguir configurando (290).

Al finalizar cada una de las opciones de configuración, se visualiza la pantalla de estatus avanzado (numeral 291) para conocer los valores de los sensores (Voltaje, Corriente, Potencia, Voltaje por celda, Temp. Electrolito, Temp. Potencia, Presión, Nivel agua, PWM, RPM, Horómetro global), paso seguido se determina si se quiere salir del modo de programación (numeral 292), si no, se regresa al numeral 226b, y si ya no se va a continuar configurando el equipo se procede a guardar los nuevos parámetros de configuración en memoria flash (numeral 293), de tal forma que surtan efecto los cambios de forma permanente hasta que se realice una nueva programación, y se regresa al proceso.

Mientras se está en este modo de programación el dispositivo sigue regulando al reactor y monitoreando los sensores y periféricos del sistema.

En modo manual no regula con los sensores pero si se toman mediciones para el estatus. Por otra parte, comenzará a cambiar el PWM de manera instantánea hasta transcurrido el tiempo de actualización.

Cambios en el parámetro de Eficiencia del reactor, Habilitado y Deshabilitado de sensores, y cambio en los tiempos de los temporizadores requiere reiniciar el sistema para que tengan efecto los cambios.

Es importante señalar que durante este proceso de programación del sistema se continúa regulando la operación del reactor en función a las mediciones de los sensores, y conforme se cambian los parámetros de configuración estos surten efecto de manera inmediata a excepción de los parámetros de eficiencia, habilitado/deshabilitado de sensores y los tiempos asignados a los temporizadores de "Actualizar" y "Almacenamiento", hasta que se reinicia el sistema.

Por último, si el usuario no elige salir del modo programación, el sistema se saldrá automáticamente de este modo transcurrido determinado tiempo, lo anterior por seguridad si el usuario olvida salir de este modo de configuración, ya que hay configuraciones delicadas que afectan todo el funcionamiento del sistema.

Regresando nuevamente a la figura 3, la interrupción del temporizador "Actualizar" (numeral 294) consiste primeramente en verificar si la bandera de error se encuentra activa (numeral 295) para no activar la bandera del temporizador, si no está activa la bandera de error entonces activa la bandera del temporizador actualizar (numeral 296) para que el programa principal la detecte y haga las funciones programadas.

En la interrupción del temporizador de 1 minuto (numeral 297) también se verifica la bandera de error (numeral 298), si ésta se encuentra activa entonces se sale de la interrupción sin realizar ninguna otra tarea, de lo contrario incrementa los horómetros tanto global (numeral 299) como temporal (numeral 300), también incrementa el contadoM que permite contar minutos (numeral 301), entonces se verifica si llegó a 5 minutos (numeral 302) y activa la bandera de 5 minutos (numeral 303) empleada en el proceso de regulación de PWM reseteando también el contadoM a cero (numeral 304) para volver a repetir este último proceso, finalmente se verifica si ha llegado al tiempo de servicio y mantenimiento (numeral 305), si lo ha hecho se envía el correspondiente aviso al módulo de interfaz (numeral 306), de lo contrario se decrementa el tiempo de servicio y mantenimiento (numeral 307). En la interrupción del temporizador "almacenamiento" (numeral 308) primero se valida si la bandera de error se encuentra activa (numeral 309), si lo está entonces se procede a verificar si la bandera de primera vez está activa (numeral 310), si no lo está entonces significa que el error ya se habla detectado y se sale de la interrupción, de lo contrario si es la primera vez que se detecta el error se desactiva la bandera de primera vez (numeral 311) procede a almacenar los parámetros de monitoreo del reactor en memoria flash (numeral 312) a través del proceso correspondiente y finalmente se sale de la interrupción; por otra parte si no hay condición de error habilita la bandera de primera vez (numeral 313) y de igual forma almacena en memoria Flash (312) los parámetros de monitoreo. La diferencia cuando hay o no hay error es que en el reporte aparece o no el código del error y por otra parte variará la lectura de los sensores ya que cuando existe la condición de error se apaga el reactor y las lecturas de los sensores cambian, a diferencia de cuando el reactor se encuentra operando normalmente. Con referencia a la figura 10, en este proceso se verifica primeramente si existe el archivo correspondiente al reporte dei estatus del sistema (numeral 314), si no existe lo crea y le da formato para su futura visualización en una computadora (numeral 315). A continuación procede a calcular la potencia eléctrica consumida por el reactor multiplicando los valores que se han medido de corriente y voltaje (W = Vxl), y guarda el dato en RAM (numeral 316), ahora procede a calcular y guardar en RAM el voltaje por celda del reactor dividiendo el voltaje total entre el número de celdas (numeral 317).

A continuación procede a escribir en el archivo los siguientes parámetros de estatus del sistema (numeral 318):

Finalmente, los códigos de error generados se borran de la memoria RAM (numeral 319) con el objetivo de no escribir varias veces el mismo error en el archivo del reporte. Y de esta manera concluye este proceso. Finalmente regresado a la figura 3, la última interrupción corresponde al mecanismo de detección de cambios en el estatus del sistema (numeral 320), es decir, por parte de sensores y periféricos, por ejemplo al actualizarse algún valor, esto con el fin de actualizar su visualización en el módulo de interfaz de usuario. Lo primero que se hace en esta interrupción es verificar si la bandera "sin envió" se encuentra activa (numeral 321), y si lo está se sale de la interrupción ya que es el objetivo de la bandera, inhibir el envió de esta actualización, de lo contrario verifica si se trata de un cambio en la lectura del voltaje o la corriente (numeral 322), si los es, procede a calcular la potencia eléctrica consumida por el reactor y guarda el dato en RAM (numeral 323); a continuación envía al módulo de interfaz por el puerto de comunicación el estatus de los parámetros del sistema que hayan cambiado (numeral 324) para actualizar el estatus del sistema en tiempo real, si no fuese un cambio en la corriente o el voltaje, se procede directamente a enviar los parámetros que se detectaron que se modificaron. Finalmente regresa a la ejecución normal del programa.

El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en un sistema determinado, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichos sistemas deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.