2 Examen Pedro, Cristobal, Mauricio
Segundo Examen Redes Industriales. Controlador
Pedro Daniel de la Torre Salazar A01169208
Cristobal Rolando Gómez Gutiérrez A01168221
Mauricio Sanchez Vilchis A01370133
Profesor: Virgilio Vásquez
26/Octubre
Programa PLC
Se utilizo el bloque FC41 para el control PID y el control manual, es posbile conmutar entre los dos estados por medio de una marca, proveniente de lab view llamada Auto/Man. Cuando se encuentra activado el control Manual lab view recive manda un porcentaje de voltaje entre 40 y 60% que corresponde a 4 y 6v. Esto permite un control completo entre nada de aire y la cantidad maxima.
Cuando se activa el control Automatico Labview envia la señal de setpoint deseada, los valores de Kp, Ki y Kd. Asi como una marca que permite activar cada una de las ganacias. En el OB1 se hace la conversion de Ki y Kd a Ti y Td, obteniendo un valor tipo real, el cual se convierte a un valor tipo time por medio de un move, y almacenandolos en las variables tt_i y tt_d; ambas variables son utilizadas en el bloque FC41. El bloque complete se puede desactivar, desde el OB1 por medio de una marca que permite encender y apagar todo el sistema y por medio de otra marca que permite conmutar entre el bloue FC41 y el FB1. En el FB1 se encuentra el control On/Off, el cual recibe, por medio de Labview, el valor de aire deseado y la histeresis, ambas en porcentaje. Estos valores se transforman al pasarlo, mediante una relacion directamente proporcional, a un valor entre 0 y 27467. Cuando se tiene un valor de aire igual al setpoint menos la mitad de la histeresis se prende la valvula y cuando el valor es igual al setpoint mas la itad de la histeresis se apaga.
Se utilizo el bloque FC41 para el control PID y el control manual, es posbile conmutar entre los dos estados por medio de una marca, proveniente de lab view llamada Auto/Man. Cuando se encuentra activado el control Manual lab view recive manda un porcentaje de voltaje entre 40 y 60% que corresponde a 4 y 6v. Esto permite un control completo entre nada de aire y la cantidad maxima.
Cuando se activa el control Automatico Labview envia la señal de setpoint deseada, los valores de Kp, Ki y Kd. Asi como una marca que permite activar cada una de las ganacias. En el OB1 se hace la conversion de Ki y Kd a Ti y Td, obteniendo un valor tipo real, el cual se convierte a un valor tipo time por medio de un move, y almacenandolos en las variables tt_i y tt_d; ambas variables son utilizadas en el bloque FC41. El bloque complete se puede desactivar, desde el OB1 por medio de una marca que permite encender y apagar todo el sistema y por medio de otra marca que permite conmutar entre el bloue FC41 y el FB1. En el FB1 se encuentra el control On/Off, el cual recibe, por medio de Labview, el valor de aire deseado y la histeresis, ambas en porcentaje. Estos valores se transforman al pasarlo, mediante una relacion directamente proporcional, a un valor entre 0 y 27467. Cuando se tiene un valor de aire igual al setpoint menos la mitad de la histeresis se prende la valvula y cuando el valor es igual al setpoint mas la itad de la histeresis se apaga.
Interfaz Hombre-Maquina
La HMI fue creada por medio de LabView con ayuda de un OPC el cual nos permitía conectar el STEP 7 con LabView sin necesidad de alguna conexión externa. Dentro de la interfaz se puede encontrar un switch maestro el cual podemos controlar para apagar o prender toda la máquina, posteriormente podemos encontrar switches secundarios los cuales están distribuidos en las diferentes secciones de la interfaz, el switch ON/OFF nos permite variar entre el modo ON/OFF y el modo Manual/Automático, para saber en qué sección estamos, hicimos uso de leds los cuales nos indican en que sección nos encontramos, dentro del modo ON/OFF hicimos uso de una perilla la cual nos permite controlar el Set Point del modo manual así como un slider el cual podemos variar para poder definir una histéresis que nos ayudara a establecer el límite superior y el límite inferior y así hacer uso de nuestro controlador ON/OFF. En el modo Manual nos encontramos igualmente una perilla la cual nos ayuda a controlar el Set Point Manual al cual queremos que llegue nuestro sistema y por último, en el modo automático que es nuestro controlador PID nos encontramos con varios switches para poder activar individualmente nuestra ganancia proporcional, integral y derivativa así como sliders para poder definir los valores de la misma, por último, se hizo uso de una gráfica para poder monitorear nuestro valor real, el set point y la ley de control.
Controlador PID
Para el diseño del PID se obtuvo la función de transferencia de nuestro sistema la cual era “”, para obtener la función de transferencia se tuvo que caracterizar el tanque y el sensor, para una mejor aproximación del controlador, se tuvo que haber caracterizado todos los componentes usados, como las mangueras, el barómetro, y tener bien calibrado todo, por otro lado, para el diseño del controlador se diseñó en continuo por medio del lugar geométrico de las raíces así obteniendo valores de Kp= 1.1, Ki= 2 y Kd= 3, sin embargo, era necesario que nuestro controlador estuviera en tiempo discreto porque hacíamos uso del PLC. Para lo anterior se hicieron varias aproximaciones como la de Tustin, en adelanto y en atraso y después de varias pruebas y consultas con profesores en el área de control, nos dimos cuenta de que la aproximación en atraso era la que mejor funcionaba, después de hacer la aproximación los valores obtenidos fueron los siguientes: Kp=0.5 , Ki=.0.0000415 , Kd=7.5 .
La HMI fue creada por medio de LabView con ayuda de un OPC el cual nos permitía conectar el STEP 7 con LabView sin necesidad de alguna conexión externa. Dentro de la interfaz se puede encontrar un switch maestro el cual podemos controlar para apagar o prender toda la máquina, posteriormente podemos encontrar switches secundarios los cuales están distribuidos en las diferentes secciones de la interfaz, el switch ON/OFF nos permite variar entre el modo ON/OFF y el modo Manual/Automático, para saber en qué sección estamos, hicimos uso de leds los cuales nos indican en que sección nos encontramos, dentro del modo ON/OFF hicimos uso de una perilla la cual nos permite controlar el Set Point del modo manual así como un slider el cual podemos variar para poder definir una histéresis que nos ayudara a establecer el límite superior y el límite inferior y así hacer uso de nuestro controlador ON/OFF. En el modo Manual nos encontramos igualmente una perilla la cual nos ayuda a controlar el Set Point Manual al cual queremos que llegue nuestro sistema y por último, en el modo automático que es nuestro controlador PID nos encontramos con varios switches para poder activar individualmente nuestra ganancia proporcional, integral y derivativa así como sliders para poder definir los valores de la misma, por último, se hizo uso de una gráfica para poder monitorear nuestro valor real, el set point y la ley de control.
Controlador PID
Para el diseño del PID se obtuvo la función de transferencia de nuestro sistema la cual era “”, para obtener la función de transferencia se tuvo que caracterizar el tanque y el sensor, para una mejor aproximación del controlador, se tuvo que haber caracterizado todos los componentes usados, como las mangueras, el barómetro, y tener bien calibrado todo, por otro lado, para el diseño del controlador se diseñó en continuo por medio del lugar geométrico de las raíces así obteniendo valores de Kp= 1.1, Ki= 2 y Kd= 3, sin embargo, era necesario que nuestro controlador estuviera en tiempo discreto porque hacíamos uso del PLC. Para lo anterior se hicieron varias aproximaciones como la de Tustin, en adelanto y en atraso y después de varias pruebas y consultas con profesores en el área de control, nos dimos cuenta de que la aproximación en atraso era la que mejor funcionaba, después de hacer la aproximación los valores obtenidos fueron los siguientes: Kp=0.5 , Ki=.0.0000415 , Kd=7.5 .
Se cumplieron con los objetivos del proyecto ya que logramos efectivamente crear una interfaz hombre maquina para el control de la presión del tanque, aunque si existían algunos problemas con el control PID, ya que existía un error relativamente grande, por lo que creemos que el valor de ganancia integral no era completamente el adecuado, o que el bloque no se comportaba como debiese. Como posible trabajo futuro, seria necesario poner un "candado" que no permita cambiar los valores de Ki, Kp y Kd sin contraseña, así como no poder desactivarlos.
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