ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO INTEGRANTES:
LUIS ALMACHE LUIS TOAPANTA
TEMA: CONTROL DE TEMPERATURA ON-OFF CON HISTERESIS MEDIANTE MEDIANTE LA UTILIZACION DE UN CAUTIN
OBJETIVO GENERAL:
Diseñar un control de temperatura on-off con histéresis
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Investigar el funcionamiento de un control on-off. Simular el circuito de control on-off con histéresis. Realizar la implementación del circuito. Verificar el control de temperatura de un cautín.
RESUMEN
El presente tema estará dedicado al estudio e implementación de un control On-Off o también denominado control por relé la cual es una de las técnicas de control más ampliamente utilizadas en la industria como en aplicaciones domesticas por su facilidad de implementación, su bajo costo y sobre todo por satisfacer la necesidad de controlar rápidamente. Es interesante estudiar el comportamiento de este tipo de sistemas controlados mediante técnicas conmutables ya que el On-Off con o sin banda de histéresis da a lugar dinámicas ricas (comportamiento caótico, bifurcaciones). bifurcaciones). La realización de este este artículo se trata de
mostrar la
implementación y el desempeño de un control on-off con histéresis con el fin de conocer su funcionamiento. funcionamiento.
ABSTRAC:
This issue will be devoted to the study and implementation of On-Off control or also known as relay control which is one of the control techniques widely used in industry and in domestic applications for its ease of implementation, low cost and especially to meet the need to control rapidly. It is interesting to study the behavior of such systems controlled by switchable techniques as the On-Off with or without hysteresis band gives rather rich dynamics (chaotic behavior, bifurcations). The completion of this article is to show the implementation and
performance of on-off control with hysteresis in order to understand its functioning.
MARCO TEÓRICO CONTROL ON-OFF Es la regulación más simple y económica, se utiliza en aplicaciones que puedan admitir una oscilación continua entre dos límites, pero sería necesario que la evolución del proceso sea lento. Muchos reguladores incorporan esta regulación básica y en ocasiones se combinan con otro tipo de controladores utilizándolos cuando el error es grande y cambiando de forma automática a otro controlador cuando el error se aproxima a cero.
Para evitar un número excesivo de conmutaciones se incluye un laso de histéresis como se muestra en la figura 1. La histéresis es como una oposición a experimentar cualquier cambio, cosa que normalmente sería un efecto perjudicial para ciertas aplicaciones por lo que se debe escoger adecuadamente las aplicaciones en las cuales este controlador funcionaria adecuadamente. Su respuesta es de tipo todo o nada, de forma que se conecta cuando la variable regulada ha descendido hasta un valor por debajo de la variable de consigna y solo se desconecta cuando dicha variable supera el límite superior de la variable de consigna.
Figura1. Control on-off con hysteresis
Histéresis: Diferencia máxima en los valores de salida del instrumento para el mismo valor cualquiera del campo de medida. En la figura 2 un control con hiteresis hite resis
Figura2. Muestral de la evolución de la temperatura controlado por un control on-off con histeresis
CARACTERISTICAS:
Este modo de control depende del signo del error. Variación cíclica continua de la variable controlada. El controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia. Funcionamiento óptimo en procesos con tiempo de retardo mínimo y velocidad de reacción lenta. Tiene un simple mecanismo de construcción, por eso este tipo de controladores es de amplio uso, y mayormente son utilizados en sistemas de regulación de temperatura
VENTAJAS:
Es la forma más simple de control. Bajo precio de instalación. Fácil instalación y mantenimiento. Amplia utilización en procesos de poca precisión.
DESVENTAJAS:
Mínima precisión. Desgaste del elemento final de control. Poca calidad con el producto terminado. No recomendable para procesos de alto riesgo
MATERIALES:
Sensor Lm35 Amplificador operacional LF353 Resistencias 10K, 1K, 2.2K, 220Ω Potenciometros Diodo zener de 5.1v Pic 16F877a Optotriac 2 Scr Diodos rectificadores Un interruptor Lcd
PROCEDIMIENTO: 1) Implementar el circuito de control y potencia como se muestra en la fugua 3.
2) Programar el micro-controlador con las dos señales de entrada del circuito para realizar el control con histeresis. El micro-controlador se cargará con el programa que muestra a continuación realizado en Microcode DEFINE LCD_DREG PORTB DEFINE LCD_DBIT 4 DEFINE LCD_RSREG PORTB DEFINE LCD_RSBIT 2 DEFINE LCD_EREG PORTB DEFINE LCD_EBIT 1 DEFINE ADC_BITS 8 DEFINE ADC_CLOCK 3 DEFINE ADC_SAMPLEUS 50 TRISA = 255 TRISC= 0 TRISD= 255 lm var byte y VAR byte set VAR byte Y1 VAR byte hist VAR byte Y2 VAR byte z VAR byte
lcdout $fe,1 pause 100 Lcdout "ESPE" lcdout $fe,$c0,"CONTROL DIGITAL" pause 300 inicio: ADCIN 0,lm ADCIN 1,set ADCIN 2,hist if PORTD.0=0 then y=(20*lm)/51 y1=(20*set)/51 if y>y1 then LOW PORTC.0 else HIGH PORTC.0 endif lcdout $fe,1 pause 100 Lcdout "LM35", DEC y, " C " lcdout $fe,$c0,"SETPOINT= ",DEC y1,"C" pause 300 else y=(20*lm)/51 y1=(20*set)/51 y2=((20*hist)/51) z=(y2*y1)/100 if (y1+z)y then HIGH PORTC.0 endif lcdout $fe,1 pause 100 Lcdout "histe", DEC y2, " % " lcdout $fe,$c0,"SETPOINT= ",DEC y1,"C" pause 300 lcdout $fe,1 pause 100 Lcdout "lm35 ", DEC y, " C " pause 300 endif goto inicio
ANALISIS DE RESULTADOS
En el control on-off sin histéresis se tiene como resultado la siguiente respuesta ver figura 4.
Mientras que en el control on-off con histéresis se tiene como resultado la siguiente respuesta ver figura 5.
CONCLUSIONES:
Se utiliza optotriac en la implementación del circuito de potencia debido a que no se obtiene transformadores de pulso, la forma adecuada es utilizar transformadores de pulso. Controladores On-Off son una solución básica (al problema de control) con limitaciones inherentes. El control on-off depende de las señales registradas por los tres parámetros set point, sensor e histéresis. El microcontrolador registra las señales externas y realiza las conversiones para obtener la respuesta deseada para la parte de potencia.
RECOMENDACIONES:
Si se posee transformadores de pulso reemplazar por el optotriac Colocar una protección al sensor de temperatura debido a que se vaya a dañar por la temperatura del cautín. Utilizar amplificadores lf353 para obtener una amplificación con una buena exactitud.
BIBLIOGRAFIA:
http://es.scribd.com/erodriguez_139/d/55968566/31-CONTROL-ON-OFF
http://es.scribd.com/doc/2634725/CONTROLADORES http://es.scribd.com/doc/56282416/El-Control-On-Off http://oretano.iele-ab.uclm.es/~carrion/manuales/MT-542-PRAC11.PDF
