Control de procesos por microcontrolador

Control de Procesos por Microcontrolador

4.- Control de Procesos por Microcontrolador
4.1.- Introducción El problema del control digital de procesos por retroalimentación se puede abordar desde dos puntos de vista complementarios pero un tanto contradictorios: • • El punto de vista de la implementación de un sistema de control. El punto de vista del modelado matemático.

El primer punto devista tiene que ver más con los aspectos de la electrónica, la instrumentación y la programación del microcontrolador o computadora utilizados, mientras que el segundo punto de vista tiene que ver con la teoría general del comportamiento de los sistemas de control retroalimentados, lo cual lo enmarca en la teoría de variable compleja, teoría del muestreo de datos continuos, ecuaciones dediferencias y sistemas lineales discretos. No existe en la literatura (hasta donde yo sé) una referencia que por sí sola aborde el problema del control digital de procesos desde ambos puntos de vista y especialmente considerando que el lector posee conocimientos básicos en ambos aspectos. Estos apuntes son un esfuerzo encaminado a conjuntar en una sola fuente los dos puntos de vista. Advierto desde aquíque se corre el riesgo de perseguir un objetivo muy ambicioso o bien, de dejarse llevar más por uno sólo de los puntos de vista descuidando el otro. Sin embargo, la siguiente es una lista de referencias en internet que puede ser útil para algunos de los aspectos tratados aquí:
http://www.engin.umich.edu/group/ctm/digital/digital.htmlhttp://www.engin.umich.edu/group/ctm/examples/motor/digital/digital.html http://members.aol.com/pidcontrol/pid_algorithm.html http://www.expertune.com/artCE87.html http://math.furman.edu/~dcs/book/ http://scfie.fie.umich.mx/~jrincon/curdsp1.pdf http://scfie.fie.umich.mx/~jrincon/curdsp2.pdf http://scfie.fie.umich.mx/~jrincon/curdsp3.pdf http://www.ntu.edu.sg/home/egbi/dspbasics/dsp/dfilt1.htm http://www.ntu.edu.sg/home/egbi/dspbasics/dsp/dfilt14.htmhttp://www.comp.mpce.mq.edu.au/courses/comp324/cn2/html

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Control de Procesos por Microcontrolador
http://sungear.name.mu.oz.au/~mcg/ctrl401/bl_3/sld001.htm

4.2.- Modelos de Sistemas de Control Digital Comienzo por aclarar que el tipo de controladores al que me enfoco en estos apuntes es a los que realizan control retroalimentado de sistemas continuos, por ello se descartan los controladores enlazo abierto (salvo que sirvan para ilustrar aspectos básicos) y los controladores de secuencias discretas tales como los PLC’s (o equivalentes) en su modalidad de control ON-OFF (La mayoría de los PLC’s actuales contemplan también módulos analógicos que permiten utilizarlos en control retroalimentado de sistemas continuos). En otras palabras, los controladores que se tratan aquí son computadoras,microcontroladores o cualquier sistema digital programable equipado con módulos de adquisición de datos analógicos (Convertidores Analógico/Digital) y Control analógico (Convertidores Digital/Analógico) En la figura 4.1 se muestran los elementos básicos que debe poseer un sistema de control retroalimentado basado en computadora.

Reloj

A/D

Algoritmo

D/A

Proceso Continuo

ComputadoraFigura 4.1.- Esquema general de un control por computadora

Clasificación. Los esquemas generales de control digital retroalimentado han evolucionado considerablemente desde que comenzaron a utilizarse por allá en la década de los 60’s. A continuación se presentan los esquemas más representativos utilizados en el control de procesos en industrias de gran envergadura Control Supervisorio Enla figura 4.2 se muestra este esquema de control, el cual por orden histórico fue el primero en utilizarse. En este esquema la computadora juega solamente el papel de un 2

Control de Procesos por Microcontrolador supervisor, ya que no tiene acceso a ningún lazo de control y su única función es monitorear las variables controladas del proceso o bien, modificar las referencias de control (set...