Proyecto de control de nievel
Páginas: 7 (1707 palabras)
Publicado: 22 de octubre de 2013
TRABAJO PRACTICO FINAL
Datos Personales:
Universidad Nacional De Quilmes
“Ing. en Automatización Y Control Industrial”
Sistemas Digitales
Martín Alberto Castillo
Legajo 3947
Informe:
BREVE DESCRIPCION: El trabajo realizado consiste en controlar un proceso a través de un microcontrolador motorola mc68hc11. Podemos hablar entonces de dos partesfuncionales; PLANTA y CONTROLADOR.
Dicho proceso consiste en controlar (regular) el nivel de un tanque a través de un control PID implementado en dicho microcontrolador.
Este controlador PID tendrá como señales de entrada de campo un SP (Set Point 0-5V) y un PV (Valor de proceso 0-5V) y una señal de salida para el actuador (válvula 4-20 mA).
1 Descripción de las distintas partesfuncionales:
Descripción de la planta:
La planta es un tanque de agua al cual se le tratara de controlar su nivel a un determinado set point deseado (potenciómetro de 0 a 5 volts) . El elemento sensor será un medidor de presión diferencial el cual nos brindara información del nivel del tanque en forma de variaciones de tensión desde un rango de 0 Volts para el nivel mínimo y 5 Volts para elnivel máximo. También contamos con un elemento final de control que será el encargado de suministrar o restringir la cantidad de agua necesaria para lograr el nivel deseado. Dicho elemento de control es una válvula neumática cuya entrada es de 4ma (válvula cerrada) a 20 mA(válvula abierta al 100%) (ver figura 1)
La información del sensor es enviada al microcontrolador a través de un puertodel kit de motorola donde se encuentra implementado el lazo de control (PID) , al procesar dicha información obtenemos una variación en la señal de control a fin de obtener el nivel deseado.
AI: Entradas de set point y de nivel
AO: Salidas de control 4-20 mA.
Figura 1 – Diagrama de la planta
Descripción del microcontrolador:Contamos con un kit formado por un microcontrolador motorola MC68HC11-F1 de 8 bits, con 1 kbytes de memoria RAM, 512 bytes de memoria EEPROM y una memoria ROM donde se encuentra el Bootstrap (programa de arranque)
Cuenta con 7 puertos (A, B,C, D, E, F, G) Algunos son configurables como entrada o salida.
Posee un SPI “sincrónico” (interfase serie de periféricos) y un SCI que es asincrónico (RS232TX-RX)
Posee 8 timer internos, conversores A/D (8 canales de 8 bits), 16 vectores de interrupciones.(mas detallados en la implementación). (Ver figura 2).
Figura 2 – Diagrama del KIT MC68HC11
Descripción de otros hardware utilizado:
En el proyecto también se utilizan un Display para visualizar la variable “error” del proceso yun filtro para entregar 4-20 mA a la válvula de control ya que dicho microcontrolador no posee un conversor D/A por lo que se implemento la salida de control con un PWM.
DISPLAY FILTRO
CIRCUITO ELECTRÓNICO DEL FILTRO.
2. Implementación del Control PID (software)
La combinación de una acción de controlproporcional, una acción de control integral y una acción de control derivativa se denomina PID. Esta acción combinada tiene las ventajas de cada una de las tres acciones de control individuales.
El control PID mejora el transitorio (disminuye el sobrepico) y establece en mejor tiempo el valor de proceso
Para realizar la implementación del control, se utilizó la discretizacion de un PID.
2.2Discretización
La mayoría de los controladores comerciales están basados en micropro cesadores u
otros elementos de cálculo digital. Por lo tanto la forma que toma el regulador PID es la de su
representación discreta.
Si utilizamos, por ejemplo la aproximación por operador derivada, siendo T el período
de muestreo resulta:
Para mas información se puede recurrir al siguiente link....
TRABAJO PRACTICO FINAL
Datos Personales:
Universidad Nacional De Quilmes
“Ing. en Automatización Y Control Industrial”
Sistemas Digitales
Martín Alberto Castillo
Legajo 3947
Informe:
BREVE DESCRIPCION: El trabajo realizado consiste en controlar un proceso a través de un microcontrolador motorola mc68hc11. Podemos hablar entonces de dos partesfuncionales; PLANTA y CONTROLADOR.
Dicho proceso consiste en controlar (regular) el nivel de un tanque a través de un control PID implementado en dicho microcontrolador.
Este controlador PID tendrá como señales de entrada de campo un SP (Set Point 0-5V) y un PV (Valor de proceso 0-5V) y una señal de salida para el actuador (válvula 4-20 mA).
1 Descripción de las distintas partesfuncionales:
Descripción de la planta:
La planta es un tanque de agua al cual se le tratara de controlar su nivel a un determinado set point deseado (potenciómetro de 0 a 5 volts) . El elemento sensor será un medidor de presión diferencial el cual nos brindara información del nivel del tanque en forma de variaciones de tensión desde un rango de 0 Volts para el nivel mínimo y 5 Volts para elnivel máximo. También contamos con un elemento final de control que será el encargado de suministrar o restringir la cantidad de agua necesaria para lograr el nivel deseado. Dicho elemento de control es una válvula neumática cuya entrada es de 4ma (válvula cerrada) a 20 mA(válvula abierta al 100%) (ver figura 1)
La información del sensor es enviada al microcontrolador a través de un puertodel kit de motorola donde se encuentra implementado el lazo de control (PID) , al procesar dicha información obtenemos una variación en la señal de control a fin de obtener el nivel deseado.
AI: Entradas de set point y de nivel
AO: Salidas de control 4-20 mA.
Figura 1 – Diagrama de la planta
Descripción del microcontrolador:Contamos con un kit formado por un microcontrolador motorola MC68HC11-F1 de 8 bits, con 1 kbytes de memoria RAM, 512 bytes de memoria EEPROM y una memoria ROM donde se encuentra el Bootstrap (programa de arranque)
Cuenta con 7 puertos (A, B,C, D, E, F, G) Algunos son configurables como entrada o salida.
Posee un SPI “sincrónico” (interfase serie de periféricos) y un SCI que es asincrónico (RS232TX-RX)
Posee 8 timer internos, conversores A/D (8 canales de 8 bits), 16 vectores de interrupciones.(mas detallados en la implementación). (Ver figura 2).
Figura 2 – Diagrama del KIT MC68HC11
Descripción de otros hardware utilizado:
En el proyecto también se utilizan un Display para visualizar la variable “error” del proceso yun filtro para entregar 4-20 mA a la válvula de control ya que dicho microcontrolador no posee un conversor D/A por lo que se implemento la salida de control con un PWM.
DISPLAY FILTRO
CIRCUITO ELECTRÓNICO DEL FILTRO.
2. Implementación del Control PID (software)
La combinación de una acción de controlproporcional, una acción de control integral y una acción de control derivativa se denomina PID. Esta acción combinada tiene las ventajas de cada una de las tres acciones de control individuales.
El control PID mejora el transitorio (disminuye el sobrepico) y establece en mejor tiempo el valor de proceso
Para realizar la implementación del control, se utilizó la discretizacion de un PID.
2.2Discretización
La mayoría de los controladores comerciales están basados en micropro cesadores u
otros elementos de cálculo digital. Por lo tanto la forma que toma el regulador PID es la de su
representación discreta.
Si utilizamos, por ejemplo la aproximación por operador derivada, siendo T el período
de muestreo resulta:
Para mas información se puede recurrir al siguiente link....
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