ingeniero

Sistema empotrado: Intercambiador de calor

LABORATORIO DE SISTEMAS INFORMÁTICOS DE
TIEMPO REAL

Curso 2003-2004

Javier Portillo Berasaluze
Fabián López Valencia

-I-

INDICE

1.

Descripción del sistema............................................................................................. 1

2.

Objetivo..................................................................................................................... 2

3.

Fases .......................................................................................................................... 2

4.

Arquitectura del software .......................................................................................... 3

5.

Informefinal.............................................................................................................. 5

6.

Anexos....................................................................................................................... 6
6.1

Discretización de un sistema utilizando Matlab .............................................. 6

6.2

Esquemas de codificación de las tareas........................................................... 7
6.2.1. Tarea periódica ............................................................................................... 7
6.2.2. Tarea asíncrona............................................................................................... 9

Sistemas Informáticos de Tiempo Real

Sistema empotrado

-1-

1. Descripción del sistema
El fluido de un determinado proceso químico sehace circular por un intercambiador de calor. La
función de este dispositivo es modificar la temperatura que tiene el fluido, de forma que
evolucione de una determinada temperatura a la entrada (T0), a una temperatura (T) de salida. El
intercambiador de calor consigue dicho propósito por efecto de una corriente de vapor que se
condensa en el lado de la carcasa del equipo. Regulando el caudalde vapor aplicado al
intercambiador (a través de una válvula) se puede actuar sobre la temperatura de salida T. La
temperatura de la corriente de entrada, (T0), puede variar, por lo que constituye la entrada de
perturbación más importante. Supondremos que el resto de entradas se mantiene constante.
Vapor: Fv
Control: M
4 – 20 mA

TC
Medida: Tm
4 – 20 mA
TT

Temperatura de
entrada: T0Temperatura de
salida: T
Condensado

Intercambiador de calor

El sistema de control de temperatura incluye:
ƒ

Un sensor (TT, Temperature Transmitter) que mide la temperatura de salida (T) y
devuelve una señal (Tm, Temperatura medida) entre 4 y 20 mA

ƒ

Un dispositivo controlador (TC, Temperature Controller) que toma como entrada la
señal del sensor (Tm) y genera la señal decontrol (m, entre 4 y 20 mA) que manipula la
válvula

ƒ

Un actuador (válvula) que regula la cantidad de vapor que entra al intercambiador y que
es el dispositivo final de actuación.

Sistemas Informáticos de Tiempo Real

Sistema empotrado

-2-

Se conocen las funciones de transferencia en variables de desviación respecto al punto nominal
de operación ( m, T , T0 ) de:
ƒ

lasalida del sensor de temperatura (Tm) respecto a la entrada de control M(s)

G p ( s) =
ƒ

Tm ( s )
3,26
=
M ( s ) (1 + 0,083 s ) (1 + 0,017 s ) (1 + 0,432 s ) (1 + 0,024 s )

la salida del sensor de temperatura (Tm) respecto a la entrada de perturbación To(s)
Gd ( s ) =

Tm ( s )
0,4
=
T0 ( s ) (1 + 0,8 s ) (1 + 0,4 s ) (1 + 0,024 s )

2. Objetivo
Diseñar y desarrollar un sistemaempotrado sobre un PC (target) ejecutando VxWorks para:
ƒ

Simular el comportamiento del intercambiador de calor

ƒ

Diseñar e implementar un controlador PI para el sistema de control de temperatura

ƒ

Monitorizar el funcionamiento del sistema completo

3. Fases
Para cumplir con este objetivo global habrá que cubrir las siguientes fases:
1. Seleccionar un periodo de muestreo (Ts)...