Control bloque calefactor

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ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN

2. OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Calibrado de la función de transferencia del modelo
2. Control por síntesis directa

3.2.1 Controlador de Síntesis Directa sobre un sistema de primer orden
3.2.1.1.- Aproximación al Control Perfecto
3.2.1.2.- Aproximación mediante un PID3.2.1.3.- Aplicación del control digital

3.2.2 Controlador de S.D. sobre un sistema de primer orden con retraso

3.2.2.1.- Aproximación mediante un PID
3.2.2.2.- Aplicación del control digital

3. Control a través del modelo interno

3.3.1 Mediante un control digital

3.3.1.1 Sistema de primer orden
3.3.1.2 Sistema de primer orden conretraso

3.3.2 Mediante una aproximación a un PID

4. Control difuso

4. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS

5. BIBLIOGRAFÍA

1. INTRODUCCIÓN

Los modelos dinámicos basados en los principios fisicoquímicos fundamentales pueden llegar a ser tan complejos que su utilización para diseñar sistemas de control resulta prácticamente inviable o no aconsejable. El esfuerzo quesupone obtener parámetros de definan el proceso, plantear las ecuaciones y resolverlas, sólo está justificado en casos muy particulares, como por ejemplo, cuando se desea conocer el comportamiento dinámico de un amplio rango de operación.

Para ello, se pretende encontrar una alternativa empírica para la obtención de modelos dinámicos de procesos.

La caracterización empírica de un proceso partede la formulación de un modelo lineal simple, con unos pocos parámetros a ajustar, con el que se pueden aplicar técnicas bien conocidas y probadas de diseño de sistemas de control. Los parámetros del modelo se ajustan utilizando los datos obtenidos en experiencias consistentes en someter al proceso a pequeños cambios en las variables de entrada (manipulables) en torno a las condiciones nominalesde operación.

Esto implica, que para el diseño de sistemas de control, sea imprescindible un buen conocimiento de la dinámica del sistema que se pretende controlar, y además la comprensión del proceso y del equipo utilizado para realizar el control.

La temperatura concretamente, será el objeto de estudio. Ésta es una variable que se emplea con frecuencia en procesos químicos, no solo comovalor que representa el contenido energético, sino como determinante de reacciones y de composiciones de mezclas.En este caso hablaremos de la media de temperatura en sólidos mediante sensor.

Descripción del proceso

Se pretende controlar la temperatura de un bloque metálico que puede calentar o enfriar:

[pic]

El calentamiento del bloque tiene lugar mediante una resistencia y elenfriamiento, por la transmisión de calor con una corriente de aire proporcionada por un pequeño ventilador.

La dinámica del proceso queda fijada al establecer un balance de energía alrededor del bloque:

[pic] (1)
Donde:

qe es el aporte de calor por parte de la resistencia.
qs es la disipación de calor por convención y radiación.
m es la masadel bloque que se calienta.
ce es el calor específico del material del bloque.
T1 es la temperatura del bloque.

El término qs puede expresarse como: [pic] (2)

Considerando despreciables los cambios de temperatura ambiente, el modelo del sistema se aproxima mediante una ecuación diferencial de primer orden, que en variables de desviación:

[pic] dónde [pic]. (3)Por tanto, el proceso de calefacción de un bloque calefactor se comporta desde el punto de vista dinámico y para pequeñas variaciones de la temperatura como un sistema de primer orden.

Descripción del equipo

El equipo consta de un bloque metálico que tiene incorporada una resistencia eléctrica y dos sondas de temperatura Pt-100. Una de las sondas esta soldada sobre el bloque y...
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