Controlador de La Temperatura de Una Planta

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y

ELECTRÓNICA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA
CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES
LABORATORIO N°1
CONTROLADOR DE LA TEMPERATURA DE UNA PLANTA
DOCENTE : ZENON ANDRES CUCHO MENDOZA
ALUMNOS : SANTA CRUZ FACUNDO MARTIN
SANTILLAN OBIAGA FRED SHARP
VILLAR MINAYA JORGE EMILIO CELIN
Callao, 2020
Perú
4. RESULTADOS
En el trabajo de investigación Diseño y Construcción de un Transmisor de

Temperatura Basado en Interfaz Digital Directa, publicado por Córdoba Antonio
y Custodio Angel, tienen como objetivo simplificar y optimizar el circuito para
medir temperatura haciendo uso del sensor PT100, utilizaron un controlador
digital como amplificador, filtro y convertidor A/D. El circuito que utilizaron
consta de 6 pines, 2 para la entrada del PT100, 2 para alimentación, 1 para
medir la temperatura del sensor en forma de corriente variable entre (4-20)mA
y 1 para medir la medida que establecemos y visualizamos en un LCD que
también entra al controlador en forma de corriente entre (4-20)mA.
Fig. 1 – Circuito utilizado en Diseño y Construcción de un Transmisor de Temperatura

Basado en Interfaz Digital Directa
Los resultados obtenidos por los autores a nivel corriente utilizando el sensor
PT100 con un error de 0,5°C fue el siguiente:
Fig. 2 – Valores salida de corriente vs Temperatura, con ajustes de offset y ganancia

Tabla Corriente vs Temperatura
22
20
18
16
Corriente (mA)
14
12
10
8
6
4
2
0
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170
TEMPERATURA (°C)
Fig. 3 – Tabla de Corriente vs Temperatura obtenida a través de los datos de la Fig. 2

Fuente: Elaboración propia
Se puede demostrar que el sensor PT100 tiene un comportamiento casi lineal.
Ahora nosotros vamos controlar la temperatura de un sistema y mantenerla en

el valor que nosotros deseamos, por la activación de unos ventiladores
capaces de enfriar y regular el sistema. Para ello nuestro diagrama de bloques
es el siguiente:
Fig. 4 – Diagrama de bloques de nuestro sistema
El controlador que utilizamos es un arduino UNO, el proceso para enfriar

nuestro sistema son dos ventiladores que permiten el flujo de aire frio, y el
sensor encargado de medir la temperatura es el PT100.
Función de transferencia de la Placa
La acción del ventilador crea presión en la base de la placa del ventilador. El

modelo se tomó como experimento del control ventilador y placa, realizado,
como proyecto de grado por estudiantes de la Universidad Navarra en España.
Fig. 5 – Diagrama de bloques de la dinámica de la placa
Función de transferencia del ventilador
Evaluando la función de transferencia entre el voltaje aplicado al motor del

ventilador y la velocidad del eje se obtiene el siguiente diagrama de bloques
Fig. 6 – Diagrama de bloques del motor
Fuente: CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO EXPERIMENTAL DE CONTROL, DEL TIPO

VENTILADOR Y PLACA
Función de transferencia global
La función de transferencia global resulta de agrupar todas las funciones de

transferencias del sistema, la de la placa y la del ventilador.
Fig. 7 – Función de transferencia global
Por medio de Matlab el autor de la tesis CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO

EXPERIMENTAL DE CONTROL, DEL TIPO VENTILADOR Y PLACA obtiene
una aproximación de la función de transferencia de la planta.
Fig. 8 – Función de transferencia de la planta
Diseño del circuito de acondicionamiento para el sensor PT100
La PT100 tiene un coeficiente de temperatura α=0.00392Ω y a una temperatura

de 0°C resistencia es 100Ω. Por lo tanto el modelo matemático es el siguiente:
R=R 0 ( 1+ αT )
R=Resistencia en ohmios
R 0=Resistencia en ohmios a 0° C
En esta experiencia solo utilizaremos un control ON/OFF.

Fig. 5 – Circuito de acondicionamiento por divisor de tensión
Ecuaciones para el código de arduino del sensor pt100
Además. Consideramos las mediciones de los 2 puntos para determinar la

pendiente m.
Una vez, con el valor de m y con los dos puntos de referencia podemos
considerar ya la determinación de una temperatura “y” en función de un valor
de ADC cualquiera “x”
Código de arduino para el sensor pt100 de temperatura
En conclusión se presenta el código implementado para las pruebas. Cabe

señalar para finalizar, que el mismo asume ya los datos presentados con
anterioridad. La metodología de uso para el siguiente código es la siguiente.
1) Tener listas las muestras de referencia térmicas. Considerar que la

temperatura varía de manera constante, tratar de mantener las temperaturas
de manera estable.
2) Modificar las variables «temperatura1» y «temperatura2» del código. Líneas

7 y 8. Poner en °C las temperaturas que tiene en sus muestras. Poner la mayor
en el la variable 1.
3) Cargar el programa en Arduino y abrir la terminal serial. Seleccionar «S» y

dar Enter.
4) Poner el sensor de temperatura PT100 en contacto con el primer elemento

de temperatura y esperar un tiempo. Considere que el sensor tarda un tiempo
en estabilizar sus lecturas (puede monitorear esto con un multímetro en la
terminal A0 o simplemente esperar un par de minutos).
5) Enviar cualquier carácter al terminal serial y dar Enter. Esto iniciara un
proceso de lectura de 100 datos y calculará un promedio. Estos datos los
enviara el Arduino para visualizar el valor del ADC correspondiente a esa
temperatura. OJO se puede ver en la línea 5 de datos de salida.
6) Retirar el sensor RTD de la muestra y ponerlo en la otra muestra. Recuerde

que tarda un tiempo en estabilizarse. Una vez estable o esperando un par de
minutos, damos otra vez en Enter y esperamos el nuevo dato. OJO se puede
ver en la línea 9 del archivo de datos de salida.
7) Con esto, el sistema tiene suficientes datos para calcular la temperatura y

podemos iniciar el proceso de lectura enviando otro carácter.
Circuito ON/OFF para control de temperatura
Fig. 6 – Circuito con Arduino Uno

Fig. 7 – Programación en Arduino

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DOCENTE : ZENON ANDRES CUCHO MENDOZA

ALUMNOS : SANTA CRUZ FACUNDO MARTIN

SANTILLAN OBIAGA FRED SHARP

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En el trabajo de investigación Diseño y Construcción de un Transmisor de

Fig. 1 – Circuito utilizado en Diseño y Construcción de un Transmisor de Temperatura

Fig. 2 – Valores salida de corriente vs Temperatura, con ajustes de offset y ganancia

Fig. 3 – Tabla de Corriente vs Temperatura obtenida a través de los datos de la Fig. 2

Se puede demostrar que el sensor PT100 tiene un comportamiento casi lineal.

Ahora nosotros vamos controlar la temperatura de un sistema y mantenerla en

Fig. 4 – Diagrama de bloques de nuestro sistema

El controlador que utilizamos es un arduino UNO, el proceso para enfriar

La acción del ventilador crea presión en la base de la placa del ventilador. El

Fig. 5 – Diagrama de bloques de la dinámica de la placa

Función de transferencia del ventilador

Evaluando la función de transferencia entre el voltaje aplicado al motor del

Fig. 6 – Diagrama de bloques del motor

Fuente: CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO EXPERIMENTAL DE CONTROL, DEL TIPO

La función de transferencia global resulta de agrupar todas las funciones de

Fig. 7 – Función de transferencia global

Por medio de Matlab el autor de la tesis CONSTRUCCIÓN DE UN MODELO

Fig. 8 – Función de transferencia de la planta

Diseño del circuito de acondicionamiento para el sensor PT100

La PT100 tiene un coeficiente de temperatura α=0.00392Ω y a una temperatura

En esta experiencia solo utilizaremos un control ON/OFF.

Ecuaciones para el código de arduino del sensor pt100

Además. Consideramos las mediciones de los 2 puntos para determinar la

Código de arduino para el sensor pt100 de temperatura

En conclusión se presenta el código implementado para las pruebas. Cabe

1) Tener listas las muestras de referencia térmicas. Considerar que la

2) Modificar las variables «temperatura1» y «temperatura2» del código. Líneas

3) Cargar el programa en Arduino y abrir la terminal serial. Seleccionar «S» y

4) Poner el sensor de temperatura PT100 en contacto con el primer elemento

6) Retirar el sensor RTD de la muestra y ponerlo en la otra muestra. Recuerde

7) Con esto, el sistema tiene suficientes datos para calcular la temperatura y

Circuito ON/OFF para control de temperatura

Fig. 6 – Circuito con Arduino Uno

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