Identificación y Diseño del Controlador para un Sistema de Control de Temperatura en un Horno Calefactor

El presente trabajo trata sobre el análisis, identificación y diseño de un controlador para un horno calefactor. Como objetivo se tiene realizar la identificación y diseñar un controlador para un horno calefactor para ello construiremos una planta basándonos en prototipos industriales que nos permitan obtener un sistema de calefacción muy parecido al que se encuentra en las empresas de nuestro medio. La planta debe construirse con los materiales adecuados para que pueda responder con los requerimientos de la misma, además se debe conocer las características de los túneles calefactores con el propósito de realizar una identificación más próxima a lo real y así poder diseñar un controlador que se adapte al sistema. El controlador debe presentarse en una interfaz gráfica de tal manera que el usuario pueda ingresar la temperatura a la que desea que trabaje el horno. En el primer capítulo se hizo una investigación acerca de los hornos secadores, los tipos y los componentes básicos de los secadores, además se hace una reseña histórica de los tipos de controladores automáticos y se analizó los hornos de secado que actualmente están siendo usados, los cuales son muy requeridos en países agrícolas como el nuestro. En el segundo capítulo se analizó el diseño de sistemas de control muy requeridos como los controladores PID. También se hace una descripción del software que nos permitirá identificar la planta, diseñar el controlador y presentar los datos mediante una interfaz gráfica, todo lo descrito antes será implementado mediante MATLAB que ofrece un entorno de desarrollo integrado con un lenguaje de programación propio. Se describen los pasos para realizar la identificación de sistemas, como diseñar una señal de entrada amigable con la planta y las técnicas de identificación paramétrica. Al final de este capítulo se presenta un análisis. Por último se presenta un sistema de instrumentación a fin de realizar la toma de datos y el equipo con el que se enviaran y recibirán datos de la planta. En el tercer capítulo se describe la construcción de la planta junto con los tipos de materiales seleccionados. Se hace un análisis detallado de los tipos de sensores de temperatura y se explica el criterio mediante el cual fue seleccionado el sensor para nuestra planta. Se describe el diseño físico del controlador y el rango de voltaje en el que este actúa, además de la tarjeta mediante la cual se realiza el envío y la recepción de datos. Una vez construida la planta se envían señales de tipo escalón para conocer el tao de la planta y el tiempo de estabilización, finalmente se realiza el diseño de la señal de entrada y los criterios para una correcta selección de la misma. En el cuarto capítulo se realiza la identificación de la planta usando la señal de entrada seleccionada, se realizan pruebas en MATLAB para los distintos modelos paramétricos. La selección del modelo adecuado dependerá del porcentaje de similitud con la señal real y que la representación de dicho modelo esté dentro de los intervalos de confianza, lo que se pretende es encontrar una función de transferencia que cumpla con las condiciones anteriores y que sea simple, es decir que tenga la menor cantidad de polos y ceros. Una vez seleccionado el mejor modelo se procede realizar la validación mediante la respuesta al escalón y comparar el tao, la ganancia y el tiempo de estabilización con la respuesta al escalón real de la planta. En el último capítulo se analiza la función de transferencia para diseñar distintos tipos de controladores y observando la respuesta obtenida con el controlador implementado se procede a seleccionar el que mejor se ajuste con el sistema. Luego se hace una comparación del efecto del controlador en la planta real y en la planta simulada.

• 1. Verfasser: ESPOL. FIEC (author)
• Weitere Verfasser: Ortiz Mata, Jhonny Darwin (author), Sánchez Gutiérrez, Elio Andrés (author)
• Format: bachelorThesis
• Sprache: spa
• Veröffentlicht: 2012
• Schlagworte: Sistema de Control; Matlab; Controladores PID
• Online Zugang: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/45584