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Revista Politécnica ISSN 1900-2351, Año 5, Número 9, 2009

DESARROLLO E IMPLEMENTACIÓN DE UN
CONTROLADOR CON GANANCIA PROGRAMABLE
PARA UNA AUTOCLAVE
1

2

Luís Eduardo García Jaimes , Maribel Arroyave Giraldo
1

Luís Eduardo García Jaimes. Magister en educación, Especialista en automatización
Industrial. Docente Investigador, Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid. Medellín,
Colombia.legarcia47@une.net.co
2
Maribel Arroyave Giraldo. MSc(c) en Automatización y Control Industrial, Instituto
Tecnológico Metropolitano. Especialista en automatización Industrial Universidad
Pontificia Bolivariana. Medellín, Colombia. maryarrgi@gmail.com
RESUMEN
En el artículo se aborda la automatización de una autoclave utilizada en el proceso de
esterilización. Se diseñaron algoritmos de control para latemperatura, la presión y el nivel
del agua. Para realizar el control de la misma se trabajó inicialmente con un controlador PI
diseñado con el método Ciancone-Marlin y luego se planteó una solución basada en la
implementación de un controlador PI con ganancia programable sintonizado con la misma
técnica y utilizando ecuaciones de regresión para el cálculo de sus parámetros. El método
de gananciaprogramable se puede considerar un control adaptativo no lineal, en el sentido
que se realiza con un controlador lineal cuyos parámetros cambian en función de las
condiciones de operación según una ecuación o una tabla precalculada. Los algoritmos de
control fueron programados en plataforma Labview
Palabras clave: Autoclave, esterilización, automatización, ganancia programable.
Recibido: 5 deOctubre de 2009. Aceptado: 4 de Noviembre de 2009
Received: October 5, 2009.
Accepted: November 4, 2009
DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF A GAIN SCHEDULING CONTROLLER
TO AN AUTOCLAVE
ABSTRACT
This article presents the controllers design for the operation of an autoclave used in the
sterilization process. Control algorithms were estimated for temperature, pressure and the
water level. To perform thecontrol is initially worked with a PI driver designed with the
Ciancone-Marlin method and then a solution based on the implementation of a PI
controller with gain scheduling tuned with the same technique was raised and using
regression equations for the calculation of its parameters. The gain scheduling method
may be a non-linear adaptive control in the sense that performs linear controller whoseparameters change depending on the conditions of operation according to an equation or
a precalculada table. Control algorithms were scheduled on Labview platform.
: autoclave, sterilization, automation, gain scheduling.

Revista Politécnica ISSN 1900-2351, Año 5, Número 9, 2009

1.

INTRODUCCIÓN

Una autoclave es un aparato diseñado para
esterilizar alimentos y material médico o de
laboratorio,utilizando vapor de agua a alta
temperatura y alta presión. La autoclave diseñada
funciona permitiendo la entrada de vapor de agua
pero restringiendo su salida, hasta obtener una
presión interna de 29.7 PSI, lo cual permite que la
temperatura en el interior de ella alcance 121 ºC.
Existen otras aplicaciones para las autoclaves,
como en
el cocimiento y esterilización de
conservas y alimentos enlatadosque requieren un
tratamiento por encima de los 100 grados
centígrados.
Para hacer más eficiente el proceso de
esterilización, la autoclave se dotó de la
instrumentación necesaria para controlar y
monitorear las variables fundamentales que
intervienen en dicho proceso: temperatura, presión
y nivel de agua. Para controlar el proceso se
implementaron inicialmente controladores PI de
parámetros fijosdiseñados por el método
Ciancone-Marlin
y luego se trabajó con
controladores PI de ganancia programable
diseñados tomando como base diferentes puntos
de operación de la autoclave y el mismo método de
sintonía de Ciancone-Marlin.
El método de sintonía de Ciancone-Marlin, para
controladores PI y PID, se aplica a procesos con
dinámica de primer orden con retardo (Sistema
POR). Los parámetros para...