Control on Off de Un Sistema de Temperatura

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

TEORIA DE CONTROL I

Fecha: 11/02/2016 11/02/2016

CONTROL ON/OFF DE UN SISTEMA DE TEMPERATURA TEMPERATURA Torres Fernández Esteban Ado!o etorres!"est#$%s#ed$#ec Chanc$s&' (enn) Andrea  *chanc$s&'"est#$%s#ed  *chanc$s&' "est#$%s#ed$#ec $#ec +,-ez Cr&st&an Adr&án c'o-es"est#$%s#ed$#ec

RESUMEN:

Se proc proced edió ió con con la inve invest stig igac ació ión n e implementación de un control on - off para un sistema de temperatur temperatura, a, para facilitar facilitar el control control se utilizó utilizó la interfaz de Visual Studio y arduino, la construcción de la  planta consta de un actuador (Niquelina) la cual variara el nivel nivel de calor entregad entregado o al sistem sistema, a, y un sensor  sensor  (LM!), el cual posee una sensi"ilidad de #$mV% &'  �

L(% "l)c)(c'on "l)c)(c'on$% $% ()*$n(!+n ()*$n(!+n c)(no c)(no *(,o!  *(,o!  %$( l( 'n$!c'( -!*'c( de horno retardo7# Este contro no es e -ás adec$ado c$ando se desea $na te-%erat$ra constante ) $n&!or-e De esta -anera a !$nc&,n ca-b&ara de -anera &nstantánea co-o se -$estra en a !&'$ra#

PALABRA CLAVE:  Ard$&no. &s$a t$d&o. ON ON OFF

1. OBJETIVOS 1.1 OBJETIVO GENERAL 

Controar a ar&abe n&e de a %anta de Te-%erat$ra -%erat$ra $sando $sando $n controa controador dor ON OFF en a con!&'$rac&,n &-%e-entado en a %ata!or-a de &s$a t$d&o

De esta -anera se %rocederá a obtener e contro &n-ed&ato 8$e %resentara a res%ect&a sa&da de aco%a-&ento de a te-%erat$ra co-o se -$estra en a s&'$&ente 'rá!&ca#

1.2 OBJETIVOS OBJETIVOS ESPECIFIC ESPECIFICOS OS 



Encontrar e error e3&stente ente e aor  e3&stente ) e aor deseado# Cont Contro roa arr e n&e n&e de a %an %anta ta con con os os %ará-etros encontrados#

2. MA MARC RCO O TEÓ TEÓRI RICO CO 2.1. El con!ol On/O"" o #$ #o% &o%'c'on$% To-e-os %or e*e-%o. e caso de $n horno e4ctr&co#

F&'# 1 e9a de a&da de te-%erat$ra Co-o se %$ede obserar a te-%erat$ra osc&ara entre aores %os&t&os ) ne'at&os arededor de set %o&nt &-%$esto %or e $s$ar&o

La te-% te-%er erat at$r $ra a a$-e a$-ent nta a a act& act&a arr as as res& res&st sten enc& c&as as cae caent ntad ador oras as -ed& -ed&an ante te $n contac contactor tor.. 'obe 'oberna rnado do a s$ ez ez %or %or $n re4 re4 dentro de controador#

2.2. Con!ol(#o! ON  OFF

E -odo de con con!o !oll ON/O ON/OFF FF es e -ás ee-enta ) cons&ste en act&ar e -ando de caenta-&ento c$ando a te-%erat$ra está %or  deba*o de a te-%erat$ra deseada 5 ) $e'o desact&a desact&aro ro c$ando c$ando a te-%erat te-%erat$ra $ra est4 %or  arr&ba#

5ara e corr corre ecto cto !$n !$nc&o c&ona-&en -&ento to de $n cont contro roa ado dorr on o!!. o!!. 8$e 8$e re'$ re'$e e $n %roc %roces eso o o s&ste-a se neces&ta. a -enos: 



Deb& Deb&do do a a &ner &nerc& c&a a t4rt4r-&c &ca a de de horn horno o a te-%erat$ra estará cont&n$a-ente !$ct$ando arededor de 5#



1

n sensor. 8$e deter-&ne e estado de s&ste-a ter-,-etro ter-,-etro.. -an,-etro -an,-etro.. etc#7# n controador. 8$e 'enere a se9a 8$e 'ob&erna a act$ador# n act$ador. 8$e -od&!&8$e a s&ste-a de -anera -anera controa controada da  res&stenc&a e4ctr&ca. e4ctr&ca. -otor. á$a. bo-ba bo-ba.. etc#7#

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E sensor %ro%orc&ona $na se9a ana,'&ca o d&'&ta a controador. a c$a re%resenta e %$nto act$a en e 8$e se enc$entra e %roceso o s&ste-a# La se9a %$ede re%resentar ese aor en tens&,n e4ctr&ca. &ntens&dad de corr&ente e4ctr&ca o !rec$enc&a# En este ;t&-o caso a se9a es de corr&ente aterna.   a d&!erenc&a de os dos anter&ores. 8$e ta-b&4n %$eden ser con corr&ente cont&n$a# E controador ee $na se9a e3terna 8$e re%resenta e aor 8$e se desea acanzar# Esta se9a rec&be e no-bre de %$nto de cons&'na o %$nto de re!erenc&a7. a c$a es de a -&s-a nat$raeza ) t&ene e -&s-o ran'o de aores 8$e a se9a 8$e %ro%orc&ona e sensor# E controador resta a se9a de %$nto act$a a a se9a de %$nto de cons&'na. obten&endo as< a se9a de error. 8$e deter-&na en cada &nstante a d&!erenc&a 8$e ha) entre e aor deseado cons&'na7 ) e aor -ed&do# e %retenderá o'rar 8$e e b$ce de contro corr&*a e!&caz-ente ) en e -
F&'# 2 Es8$e-a controador ON OFF

. E0UIPOS  MATERIALES

 

 

 Ard$&no $no# o!t=are &s$a t$d&o 201># Rees ? dc Trans&stores >@0 Res&stenc&as N&8$e&na# LB >?# ent&ador ?# Bater&a cons$-&be#

. DESARROLLO E IMPLEMENTACION 5ara a ad8$&s&c&,n ) co-$n&cac&,n de os datos con &s$a. se o%t, %or a $t&&zac&,n de a tar*eta ard$&no deb&do a 8$e no re8$&ere de $na %ro'ra-ac&,n co-%e*a %ara a ect$ra de datos de sensor LB>? ) rea&zar a co-$n&cac&,n deseada. )a 8$e as &brer7#

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Fecha: 11/02/2016 5r&ate $b $tton2C&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes $tton2#C&cJ I! $tton2#Te3t G HConectarH Then &th er&a5ort1 #5ortNa-e G Co-boo31#Te3t #a$dRate G @600   #O%en7 End &th $tton2#Te3t G HDesconectarH $tton1#Enabed G Fase

   

T&-er1#Enabed G Fase End I!  End $b

F&' ># Eta%a de %otenc&a n&8$e&na#

5r&ate $b T&-er1T&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes T&-er1#T&cJ I! er&a5ort1#IsO%en Then D&- dato As tr&n' G er&a5ort1#ReadE3&st&n' I! Tr&-dato7 K HH Then   e%aradordato7 End I!  End I!  End $b 5r&ate $b En&oer&a)a dato As tr&n'7   er&a5ort1#r&teL&nedato77 End $b

De esta -anera %odre-os &s$a&zar a cone3&,n hecha de ard$&no a tra4s de &s$a t$d&o.en donde -ostra-os e s&'$&ente c,d&'o I-%orts )ste-#Dra=&n' I-%orts )ste-#&ndo=s#For-s#Data&s$a&zat&on#Chart&n' 5$b&c Cass For-1 5r&ate $b For-1Loadsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes B)ase#Load For Each %$erto As tr&n' In B)#Co-%$ter#5orts#er&a5ortNa-es   Co-boo31#Ite-s#Add%$erto7   Ne3t Co-boo31#eectedInde3 G 0    

T&-er1#Enabed G Tr$e Ese I! er&a5ort1#IsO%en Then er&a5ort1#Cose7 End I!  $tton2#Te3t G HConectarH $tton1#Enabed G Tr$e

5r&ate $b e%aradordato As tr&n'7 D&- 3. ). z As tr&n' D&- etra As tr&n' D&- t&%o As Inte'er G 0 3 G HH ) G HH z G HH For n As Inte'er G 1 To dato#Len'th etra G B&dTr&-dato7. n. 17

Chart1#er&es#Cear7 Chart1#T&tes#Cear7

 

Chart1#T&tes#AddHTEB5ERATRAH7 Chart1#5aette G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#ChartCoor5aette#EarthTones

I! etra G H/H Then t&%o MG 1 etra G HH End I! 

 

Chart1#er&es#AddHACTALH7 Chart1#er&es#Ite-07#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-07#order&dth G 2 Chart1#er&es#AddHET 5OINTH7 Chart1#er&es#Ite-17#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-17#order&dth G 2  

 

Chart1#er&es#AddHERRORH7 Chart1#er&es#Ite-27#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-27#order&dth G 2

eect Case t&%o Case 0  seecc&ona 3 3 MG etra Case 1  seecc&ona ) ) MG etra Case 2  seecc&ona z z MG etra End eect Ne3t

I! IsN$-er&c37 And IsN$-er&c)7 And IsN$-er&cz77 Then I! CInt37 G 07 And CInt37 KG 2??77 And CInt)7 G 07 And CInt)7 KG 2??77 And CIntz7 G 07 And CIntz7 KG 2??777 Then Te3to31#Te3t G 3 Te3to32#Te3t G ) Te3to3>#Te3t G z   Chart1#er&es#Ite-07#5o&nts#AddCInt377   Chart1#er&es#Ite-17#5o&nts#AddCInt)77

 T&e-%o %ara s&ncron&zar con e Ard$&no T&-er1#Intera G ?00 End $b 5r&ate $b $tton1C&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes $tton1#C&cJ I! er&a5ort1#IsO%en Then   er&a5ort1#Cose7 End I!    A%%&cat&on#E3&t7 End $b

End I!  End $b

C3#'4o #$l( 'n$!"(5

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Fecha: 11/02/2016 5r&ate $b $tton>C&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes $tton>#C&cJ   En&oer&aHAH7 End $b

P o&d oo%7  // read the anao' &n a$e: sensora$e G anao'Readanao'In5&n7 sensora$e G -a%sensora$e. 0. 102>. 0. ?127

5r&ate $b $ttonC&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes $tton#C&cJ   En&oer&aHH7 End $b 5r&ate $b $tton?C&cJsender As Ob*ect. e As EentAr's7 andes $tton?#C&cJ   Chart1#er&es#Cear7   Chart1#T&tes#Cear7

=h&e er&a#aa&abe7  07    datoGer&a#read7 &! datoGGA7   seta$eGseta$e1 P &! datoGG7   seta$eGseta$eM1 P P !oat error &! sensora$eGseta$e7   n1Gsensora$e   n2Gseta$e P &! seta$esensora$e7   n2Gsensora$e   n1Gseta$e P   errorGn1/1#07/n2/1#07

 

Chart1#T&tes#AddHTEB5ERATRAH7 Chart1#5aette G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#ChartCoor5aette#EarthTones  

Chart1#er&es#AddHACTALH7 Chart1#er&es#Ite-07#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-07#order&dth G 2 Chart1#er&es#AddHET 5OINTH7 Chart1#er&es#Ite-17#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-17#order&dth G 2  

Chart1#er&es#AddHERRORH7 Chart1#er&es#Ite-27#ChartT)%e G Data&s$a&zat&on#Chart&n'#er&esChartT)%e#%&ne Chart1#er&es#Ite-27#order&dth G 2 End $b End Cass

er&a#%r&ntsensora$e7 er&a#%r&ntH/H7   er&a#%r&ntseta$e7   er&a#%r&ntH/H7   er&a#%r&nterror7 &!sensora$eGseta$e7// d&'&tar&teree. LO7 d&'&tar&teent. I+7 P

 A cont&n$ac&on se %resenta a &nter!az ter-&nada con a 8$e se a a controar desde &s$a t$d&o a te-%erat$ra#

&!sensora$eKseta$e7// d&'&tar&teree. I+7 d&'&tar&teent. LO7 P

dea)10007

6. AN7LISIS  RESULTADOS 1 Q e d&s%one de Ee-ento F&na de Contro EFC7 8$e t&ene soo 2 -odos. encend&do o a%a'ado# E*e-%o de esto %$ede ser $n ee-ento cae!actor# 2 Q Estabece $n ran'o de o%erac&,n: L&-&te In!er&or de Contro LIC7 L&-&te $%er&or de Contro LC7 > Q Las re'as son:  & e aor de a ar&abe a controar esta entre LIC ) LC7 -antener e estado act$a de EFC#  & e aor de a ar&abe a controar esta %or enc&-a de ran'o de o%erac&,n LIC ) LC7 encender/A%a'ar e EFC#  & e aor de a ar&abe a controar esta %or deba*o de ran'o de o%erac&,n LIC ) LC7 a%a'ar/Encender e EFC#

F&' 6# Inter!az 'enerada# 5ara conectar e Ard$&no a a 5C ) 8$e se reconozca %or e %ro'ra-a &s$a t$d&o const &nt anao'In5&n G A0 // Anao' &n%$t %&n that the %otent&o-eter &s attached to &nt sensora$e G 0 // a$e read !ro- the %ot &nt seta$e G >? // a$e o$t%$t to the 5B anao' o$t7 &nt datoG0 &nt reeG> &nt entG !oat n1G0#00 !oat n2G0#00 o&d set$%7  // &n&t&a&ze ser&a co--$n&cat&ons at @600 b%s:   er&a#be'&n@6007 %&nBoderee. OT5T7 %&nBodeent. OT5T7 d&'&tar&teree. LO7 d&'&tar&teent. LO7

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 Q La d&!erenc&a en t&e-%o entre as trans&c&ones de $n estado a otro de EFC se conoce co-o &st4res&s ) es -$) necesar&o 8$e e3&sta %ara a &da ;t& de EFC# ? Q E EFC se encenderá o a%a'ara se';n s& a acc&,n de este sobre a ar&abe a controar sea d&recta o &nersa#

na ez 8$e a te-%erat$ra deseada es acanzada e controador cont&n;a ar&ando entre On ) O!! rá%&da-ente#

8. CONCLUSIONES De o anter&or se obsera 8$e c$ando e n&e de h&st4res&s crece. a !rec$enc&a de a se9a de entrada decrece. %ero a a-%&t$d de as osc&ac&ones de a sa&da crece# En e d&se9o debe e3&st&r $n co-%ro-&so entre e a*$ste de a re'$ac&,n de a te-%erat$ra ) e %rec&o 8$e se %a'a en t4r-&nos de eoc&dad de ca-b&o de a entrada# Este t&%o de co-%ro-&sos son os 8$e a%arecen en todos os d&se9os de contro#





La se9a de ard$&no nos %er-&te recortar  a onda s&n$so&da %ro%orc&onada a &nteraos de ON OFF. de esta -anera se controa e &ncre-ento ) decre-ento de a te-%erat$ra de s&ste-a# C$ando se ana&za a ect$ra de datos de te-%erat$ra obten&dos -ed&ante e conert&dor anáo'o. se &o necesar&o a $t&&zac&,n de $na reac&,n -ate-át&ca %ara conert&r datos d&'&taes de 0 102>. a 'rados cent<'rados# La reac&,n obten&da -ed&ante e error rea. nos %er-&t&, obtener a h&st4res&s e3&stente entre e aor act$a ) e aor deseado. de*ándonos $na se9a 8$e osc&a %er-anente ) 8$e es caracter
&-$a-os e s&ste-a c$ando BG? ) obtene-os a res%$esta

  9. BIBLIOGRAFIA #  &ontrol *N *++ con rduino y Visual Studio disponi"le en .ttp%%micro.op'net%articulos%microcontroladoresarticulos%control-control-con-arduino-y-visual-"asic%  / M0todo de 1iegler-Nic.ols disponi"le en .ttps%%sites'google'com%site%picuino%ziegler-nic.ols

La res%$esta se estab&&za en e aor deseado de a te-%erat$ra -$cho -ás rá%&do 8$e c$ando $t&&za-os e contro a Lazo Ab&erto# La %ert$rbac&,n ahora soo a!ecta $n %oco a a res%$esta#

. ANE;OS

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