Universidad Politécnica Salesiana – Control Control II Proyecto Final
UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
ASIGNATURA:
TEORIA DE CONTROL II
INTEGRANTE:
JAVIER TENESACA CHACAGUASAY
DOCENTE:
ING. GABRIEL GAIBOR
PROYECTO FINAL DE INTERCICLO
CONTROL DE TEMPERATURA MEDIANTE AJUSTE PID
CARRERA:
INGENIERIA ELÉCTRICA
FINAL INTERCICLO 2016
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Universidad Politécnica Salesiana – Control Control II Proyecto Final
1. Resumen El proyecto presenta el control de temperatura de una planta, utilizando control PID, para la medición de la temperatura, la planta posee un sensor de transmisor mediante el cual se obtiene valores de analógicos que mediante arreglos internos nos demuestra la temperatura de planta.
2. Introducción Aprovechando las múltiples funciones y modelos que un arduino brinda, la sencillez y simplicidad en sus montajes externos, este proyecto permite realizar el control de temperatura sobre un foco de corriente alterna, usando usando algunos modelos que el arduino incorpora. La temperatura es controlada variando el voltaje mediante un relé de estado sólido la cual realizar el ajuste PWM que indique la tarjeta arruino para realizar el control, es necesario monitorear la velocidad del motor. La idea de este trabajo es realizar el control PID de temperatura que nos permita manejarlo a cualquier valor de setpoint deseada.
3. Objetivos
El proyecto tiene como finalidad diseñar, implementar y construir un sistema de control PID de temperatura de de una planta planta utilizando arduino. Mediante un control PID mejorar la respuesta d nuestra planta con el diseño básico de un sistema realimentación. Mediante la aplicación de amplificadores operacionales implementar la parte proporcional, integral y derivativa correspondiente a nuestro controlador PID.
4. Marco Teórico PID
El controlador PID es un controlador controlador realimentado realimentado cuyo propósito propósito es hacer que que el error en estado estacionario, entre la señal de referencia y la señal de salida de la planta, sea cero. El control PID es con diferencia el algoritmo de control más común, siento utilizando en el 95% de los lazos de control que existe en la industria.
Estructura del PID
Las tres componentes de un controlador PID son: la acción proporcional, acción integral y la acción derivativa. A continuación mostraremos el diagrama de bloque con el que se representa este controlador.
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Figura 1.1
Interfaz física: Arduino circuito de potencia potencia
Esquema del relé de estado solido, mediante PWM controlaremos la intensidad de encendido del foco
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5. Identificación Modelamiento Modelamient o matemático de la planta
%%FUNCION CON PASO DE 110 VOLTIOS %k=(82.11-26.88)/(115%k=(82.11-2 6.88)/(115-0)==> 0)==> 0.48 %tem en 63% = (0.63*(82.114-26.88))+26.88 ==>61.67 %31.67° ocurre en aproximadamente t=97 seg... entonces tau = 97 s = tf('s' tf('s'); ); To = 26.88; % temperatura ambiente inicial K = 0.48; % ganancia tau = 97; % constante de tiempo tm=0.9 %Tiempo muerto no existe variacíon en ese instante P2 = (K*exp(-tm*s))/(tau*s+1) % funcion de transferencia [y,t] = step(115*P2,500);% step(115*P2,500);% modelo de respuesta a paso de 115 voltios plot(t,y+To); hold plot(tm_r,'r:') xlabel('tiempo xlabel('tiempo (seg)') (seg)') ylabel('Temperatur ylabel('Temperatura a (°C)' (°C)') ) title('RESPUESTA title('RESPUESTA PASO TEMPERATURA BOMBILLO') legend('modelo' legend('modelo', ,'experimento' 'experimento', ,'Location' 'Location', ,'SouthEast' 'SouthEast') ) hold off
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Ajuste PID mediante “PID TUNER”
Diagrama de conexiones de Simulink
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Temperatura real obtenida con setpoint de 40°C
6. Conclusión Los resultados conseguidos con estos proyectos han sido satisfactorios. Se han cumplido los objetivos que nos marcados al principio del inicio de este, obteniendo un correcto funcionamiento y control así como un completo conocimiento conocimien to de todo lo que nos ha permitido llegar a ello. Con la realización de este proyecto no ha permitido poner en práctica y desarrollar los conocimientos anteriormente adquiridos en nuestra formación, en especial los relacionados con control y electrónica en general. Esto nos ha permitido llevar a nuestro proyecto hacia una solución que podemos considerar considerar óptima. Arduino es uno de los grandes aportes que hemos descubierto con la realización de este proyecto, aunque no hayamos hecho un amplio uso de posibilidades nos ha permitido ser conscientes de todo su potencial a la hora de hacer cualquier tipo de proyecto relacionado con la electrónica. Una de sus grandes ventajas es su versatilidad ya que puedes trabajar con él desde diferentes software en nuestro caso hemos utilizado arduino vía Matlab, este software nos ha permitido una poder trabajar con datos de una manera sencilla e intuitiva ya que hemos tenido un control directo del sistema desde la CPU. Hemos realizado un control en lazo cerrado de nuestro sistema con un controlador PID, con la ayuda del método de Matlab y su posterior ajuste hemos identificado los parámetros del controlador PID, que hacen que nuestro circuito funciona de una manera correcta. Esto no ha permitido llegar a la conclusión que el controlador PID es idóneo para nuestro sistema.
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