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ENTORNO GRÁFICO PARA EL CONTROL
DEL GOBIERNO DE UN BUQUE
Teresa M. Rueda Rodríguez
Dpto. Tec. Elec., Ing. Sistemas y Automática. Univ. de Cantabria.
C/ Gamazo nº 1. 39004 - Santander. ruedat@unican.es
Francisco J. Velasco González
Dpto. Tec. Elec., Ing. Sistemas y Automática. Univ. de Cantabria.
C/ Gamazo nº 1. 39004 - Santander. velascof@unican.es
José Luis Nanclares López
Dpto. CC. y TT. de laNavegación, Máq. y Constr. Navales. UPV/EHU.
C/ María Díaz de Haro, 68. 48920 - Portugalete. Bizkaia. cnpnaloj@lg.ehu.es
César Valverde Saro
Licenciado en Marina Civil. Sección Náutica. E.S. Marina Civil. Univ. de Cantabria.
C/ Gamazo nº 1. 39004 - Santander.
Daniel Cicuéndez Lasen
Dpto. Tec. Elec., Ing. Sistemas y Automática. Univ. de Cantabria.
Av. Los Castros s/n. 39005 - Santander.cicuendezd@unican.es
Niceto Pérez Cagigal
Dpto. Tec. Elec., Ing. Sistemas y Automática. Univ. de Cantabria.
Av. Los Castros s/n. 39005 - Santander. perezn@unican.es

Resumen

Palabras Clave: Control de rumbo, control de
ángulo de timón, piloto automático, GPS, unidad
giroscópica, Visual Basic, herramienta visual,
interfaz gráfica

En este artículo se presenta el diseño de la interfaz
gráfica del pilotoautomático de un buque mediante
el uso del lenguaje de programación Visual Basic [3].
Se emplean una unidad giroscópica digital [8] y un
receptor GPS diferencial [7] para conocer la posición
y rumbo del buque. Se utiliza un controlador PID
para obtener el rumbo y posición del buque deseados
y la señal de salida de este controlador actúa sobre un
lazo interno de control todo-nada que se encarga deajustar la posición del timón a la orden del
controlador PID. El sistema tiene tres modos de
funcionamiento
posibles:
Manual
(actuando
directamente sobre el controlador todo-nada), Giro y
GPS.

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En este artículo se presenta una interfaz gráfica
diseñada para monitorizar y controlar el rumbo de un
buque. El rumbo y la posición del buque se controlan
por medio de una unidad giroscópica digital y unreceptor GPS (Sistema de posicionamiento global)
diferencial. Se ha empleado como herramienta de
programación el lenguaje Visual Basic. Se ha
comprobado el funcionamiento de los 3 diferentes
modos de operación: Manual, Gyro y GPS.

INTRODUCCIÓN

El control de gobierno de un buque es una tarea
básica en la navegación, necesaria para realizar todo
tipo de maniobras como seguir una trayectoriaplanificada, realizar un cambio de rumbo, alcanzar un
punto geográfico e incluso actuar ante un riesgo de
colisión.

DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

Para el control del sistema de gobierno del buque se
ha utilizado un control en cascada [4] con un
controlador de ángulo de timón de tipo Todo-Nada
en el lazo secundario (figura 1) y un controlador de
rumbo de tipo PID en el lazo principal (figura 2).

Señal deÁngulo
+ error
ordenado
Controlador
de ángulo
_
(Todo -nada)

Señales de
control
Electroválvulas

Ángulo
actual

Aire a
presión

Se incluye un potenciómetro unido de forma solidaria
al eje del timón. De este modo el giro del eje
producirá una señal de tensión entre los bornes que
será función del ángulo de giro. Un computador se
utiliza para la comunicación entre el control y los
demás elementos delsistema [6]. La unidad
giroscópica y el GPS envían los datos al computador
a través de los puertos serie del computador y el
potenciómetro a través de la tarjeta de adquisición de
datos PCL-812PG [9]. Un esquema del sistema
completo se puede ver en la figura 3.
Teclado

Antenas

Sensor
de ángulo
(potenciómetro)

Sistema de
accionamiento de
la pala
(SERVOTIMÓN)
PLANTA G1

Figura 1: Lazo secundariode control

DGPS

GPS
Puerto
Serie 2

Giro
(KVH)
Puerto
(modo
Serie 1
GPS)

Computador
Posición
actual
Calcular
Rumbo
rumbo
Rumbo _ actual
Controlador
ordenado
deseado
PID
+

Rumbo
ordenado
+
_

Controlador
de rumbo
(PID)

Rumbo
actual

Ángulo
ordenado
+
_
Ángulo
actual

BUS A
Ent. analógicas
1..16

Tarjeta
PCL-812PG

Controlador
de ángulo
(Todo Nada)

Planta G1

(modo
Giro)

Ratón

(modo...