Control Difuso Agua Temperada

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS E INGENIERÍA

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE CONTROL DIFUSO DE AGUA TEMPERADA DE USO DOMÉSTICO

Tesis para optar el Título de Ingeniero Electrónico, que presentan los bachilleres:

Jesús Martín Vilca Contreras Carolina del Rosario Vidarte Chicchón

ASESOR: Luis Alberto Vilcahuamán Cajacuri

Lima, noviembre de 2010RESUMEN El presente trabajo de tesis está orientado principalmente al área de Ingeniería de Control. El tema central consiste en diseñar e implementar un controlador de agua temperada enfocado al uso doméstico. Como parte introductoria, el documento contiene información acerca de productos o soluciones similares existentes en el mercado así como la problemática que los usuarios presentan conestos mismos. A lo largo del documento, se expone información técnica sobre el desarrollo de un controlador difuso, basado en microcontroladores, elaborado con componentes electrónicos y circuitos integrados del mercado peruano. Además se presenta información relacionada al modelamiento del controlador difuso, así como también muestra el diseño de circuitos para una etapa de sensado y potencia lascuales son las encargadas de monitorear y controlar, respectivamente, el proceso de calentamiento del agua. Por último, se presentan las simulaciones y pruebas del diseño propuesto para comprobar su correcto funcionamiento. El trabajo desarrollado en esta tesis pretende ofrecer una solución que se ajuste, de la mejor manera posible, con las necesidades de los usuarios para lograr resolver ymejorar los problemas existentes en los sistemas actuales.

ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 1 CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN AL PROBLEMA ......................................... 2 1.1. 1.2. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.4. 1.4.1. 1.4.2. Planteamiento del Problema ................................................................2 Justificación ......................................................................................... 3 Estado del Arte..................................................................................... 3 Presentación del Asunto de Estudio ................................................. 3 Estado de la Investigación ................................................................ 4 Síntesissobre el Asunto de Estudio ................................................. 8 Objetivos .............................................................................................. 9 Objetivo General ............................................................................... 9 Objetivos Secundarios ...................................................................... 9

CAPÍTULO 2.SISTEMA DE CONTROL DE TEMPERATURA ................... 10 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.3. 2.4. Modelos Matemáticos y Lógica Difusa............................................... 10 Conceptos Termodinámicos y Transferencia de Calor ................... 10 Conceptos de Electrónica ............................................................... 12 Conceptos de Lógica Difusa........................................................... 13 Sistemas Eléctricos y de Potencia ..................................................... 16 Sistema de Potencia ....................................................................... 16 Dispositivos de Electrónica de Potencia ......................................... 18 Circuito Detector de Cruce porCero............................................... 18 Sensores de Temperatura .............................................................. 19 Controlador de Temperatura.............................................................. 20 Criterios de Eficiencia y Seguridad .................................................... 21

CAPÍTULO 3. DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA DE CONTROL ……………………………………………………………………. 23 3.1. 3.2....