Diseño e implementación de un módulo educativo para el control de temperatura, empleando controladores PI, PID y Predictor de SMITH
Date
2022-04-05
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
El desarrollo de la presente tesis está orientada a demostrar y resolver problemas que se
encuentran en el control de procesos de industriales. Actualmente se requiere la
optimización de los sistemas de control, es por ello que se requiere profesionales que tengan
aptitudes relacionadas al dominio de la instrumentación, automatización y control de
procesos, las cuales están relacionadas a la ingeniería electrónica.
Debido a la necesidad de obtener módulos educativos de control que complementen la
formación profesional del estudiante, se propone desarrollar e implementar un sistema de
control de temperatura de un tanque de agua. Para obtener la correcta regulación de
temperatura del fluido, es necesario también la implementación de un sistema de control de
nivel, ya que el modelamiento matemático, el sistema de temperatura dependerá de la masa
existente de agua dentro del tanque.
Dicho módulo permitirá conectarse a programas de control avanzado, en el cual se podrá
implementar diferentes técnicas de control, y dar un análisis diferencial entre algunos tipos
de controladores, como es el caso del control PI (Proporcional – Integrador), PID
(Proporcional – Integrador - Derivador) y el controlador PI dentro de la estructura del PS
(Predictor de Smith). El controlador PI dentro de la estructura de un PS es usado
comúnmente en sistemas que cuentan con retardos de tipo dominante.
Actualmente en el mercado local existe equipos sofisticados que cumplen los requisitos para
formar parte de un módulo educativo, sin embargo, estos tienen un elevado precio. Es por
ello que en el presente trabajo se considera el factor económico para la elección del sistema
de instrumentación.
La programación del sistema de control se realizó utilizando Simulink, a través de la
comunicación Modbus TCP/IP. Adicionalmente se desarrolló una interfaz de usuario, la cual
permite visualizar los parámetros importantes y el comportamiento de la variable proceso,
así como el control de otros factores que involucran a la respuesta del sistema de control.
Description
Keywords
Predictor de Smith, Controladores PID