Control de temp digital

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PRÁCTICA Nº 2
TEMA:
CONTROL DE DIGITAL TEMPERATURA

OBJETIVOS:
Convertir el control digital de temperatura de tiempo continuo de la práctica Nº1 a un control digital de tiempo discreto.
Realizar un software para el control de temperatura.
Analizar la estabilidad del sistema de control de tiempo discreto.


INTRODUCCIÓN:
El control automático no se habría podido desarrollar sin unpaso previo dado por los controladores con la aparición de los computadores digitales los que abrieron un campo muy amplio de avance.

Hasta el surgimiento de los sistemas digitales el único elemento de cálculo con que contaba la Ingeniería de Control eran los computadores analógicos electrónicos. Lo mismo ocurría con la implementación de los reguladores. Estos se construían con elementosanalógicos mecánicos, neumáticos o electrónicos.

Pero el desarrollo de la electrónica y de los computadores digitales llevó a cambiar rápidamente la concepción. Los primeros computadores digitales fueron usados en sistemas de control de procesos extremadamente complejos. Con la reducción constante de los precios y tamaño, hoy se implementan reguladores digitales individuales por lazo de control.Los computadores digitales son usados también como herramienta para el análisis y diseño de los sistemas automatizados. La automática o ciencia del control cuenta con elementos mucho más poderosos que en el pasado. Los computadores digitales están en constante progreso especialmente con los avances en la tecnología de la integración en muy alta escala (VLSIT). Se esperan importantes cambios en lospróximos años.

En un primer momento se intentaba trasladar todos los algoritmos y mecanismos de diseño del campo analógico a los elementos digitales. Pero la teoría del control ha avanzado creando técnicas imposibles de implementar en forma analógica.
Por lo tanto existen dos formas de analizar los sistemas discretos. Una, como una aproximación de los reguladores analógicos, pero ésta es unavisión pobre y los resultados a lo sumo son iguales a los obtenidos anteriormente. La segunda es ver a los sistemas discretos de control como algo distinto y de esta manera obtener conclusiones más poderosas.

Un sistema discreto se inserta en el lazo de control a fin de reemplazar el regulador pero el proceso físico continúa siendo continuo, en la mayoría de los casos de interés.

La señal desalida se muestrea cada cierto tiempo (llamado período de muestreo) y se discretizada mediante un conversor analógico digital. Esta información es procesada y convertida nuevamente a analógica mediante un conversor digital analógico. Por lo tanto internamente, el computador se independiza del tipo de señal con que está trabajando y ve todas las magnitudes como una serie de valores discretos (deprecisión finita). Por esto resulta cómodo trabajar con ecuaciones en diferencia en lugar de ecuaciones diferenciales como se hacía con los métodos analógicos.

Analizando la historia del control digital se puede fijar como momento inicial los años '50 donde aparecen las primeras computadoras dedicadas al control proceso. Eran muy grandes en cuanto a volumen, tenían un gran consumo ygeneralmente su fiabilidad no era muy grande. En 1956 se instala en la compañía Texaco un sistema que controla 26 caudales, 72 temperaturas y 3 composiciones. Este computador realizaba una suma en 1 ms y una multiplicación en 20 ms. Su tiempo medio entre fallas (TMEF ó MTBF) que mide la fiabilidad de un equipo era de 50 a 100 hs solo para la CPU. Como características de la época se puede decir que no estabaavanzada aún la implementación de modelos en tiempo real. Lo que se usaba eran complejos modelos basados en el comportamiento físico del proceso. Había además un escaso desarrollo en materia de sensores. También se advierte por ese entonces un fuerte rechazo a la introducción de nuevas tecnologías.

En 1962, en la Imperial Chemical Industries (en Inglaterra) se instala un control digital con...
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