Practica 3
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Practica 3
INFORME #3
CONTROL PID
GRUPO #4
• Chico Diana
• De la Cueva Delany
• Flores Rey
• Rosero Kevin
• Ruiz Dayana
• Salambay Jimena
RESUMEN
Implementación de un lazo de control cerrado, de tipo proporcional, en
un sistema de calentamiento de agua de pequeña escala, para lo cual se
instala sensores electrónicos, microcontroladores, resistencias,
actuadores conectados a un recipiente que contiene la sustancia líquida,
en donde al cargar el programa al microcontrolador y verificar la
efectividad de la planta mediante el control periódico de la temperatura,
este emitirá señales a los actuadores y las recepta como datos dinámicos
de las posiciones y temperatura del fluido en con respecto al tiempo. Se
obtuvo el ciclo de trabajo al 10% y 90% del tiempo de estabilización
transcurrido hasta alcanzar el valor del set point. Se concluye que, la
implementación de un microcontrolador junto con el control PID es una
herramienta útil para mejorar la estabilidad y precisión en el control de
procesos.
PALABRAS CLAVE
CONTROL_CERRADO/MICROCONTROLADOR/CONTROL_PID/
SET_POINT
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERIA QUÍMICA
CONTROL AUTOMATICO
PRACTICA 3
CONTROL PID
1. OBJETIVOS
1.1.Control proporcional
1.1.1. Implementar un lazo de control cerrado, de tipo proporcional, en un
sistema de calentamiento de agua de pequeña escala.
1.1.2. Verificar la operación del actuador utilizado para el controlador PID,
basado en modulación de ancho de pulso
2. MATERIALES Y REACTIVOS
2.1. Control proporcional
2.1.1. PC con acceso a Arduino IDE + librería PID_v1.h
2.1.2. Microcontrolador Arduino
2.1.3. Tabla para prototipado electrónico
2.1.4. Termistor LM35
2.1.5. Cables para conexiones electrónicas
2.1.6. Cable USB
2.1.7. Relay DC 5V
2.1.8. Enchufe para 110V AC
2.1.9. Cable gemelo
2.1.10. Bornera
2.1.11. Resistencia eléctrica
2.1.12. Recipiente para agua y hielo
2.1.13. Agua
2.1.14. Hielo (opcional)
2.1.15. Termómetro
2.1.16. Cinta adhesiva
3. ESQUEMA EXPERIMENTAL
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CONTROL AUTOMATICO
4. PROCEDIMIENTO
4.1. Control proporcional
• Con la cinta adhesiva, colocar el termistor LM 35 a la pared externa del recipiente
de agua
• Conectar el termistor LM 35 a un puerto analógico del microcontrolador
Arduino. De igual manera, habilitar conexiones para fuente DC de 5V y tierra.
Basarse en la nomenclatura del dispositivo para realizar las conexiones.
• Acoplar el cable gemelo provisto al enchufe 110V AC por uno de sus extremos.
• En el cable gemelo, realizar un corte en uno de hileras mientras su par
permanece sin alteración.
• En el segmento cortado, colocar el relay de 5V DC, de tal manera que un
extremo del cable gemelo cortado se acople al puerto NC y el otro extremo se
conecte al puerto COM.
• Conectar el relay de 5V DC, por el extremo remanente, a una entrada digital del
microcontrolador Arduino. Verificar que la entrada digital seleccionada permita
utilizar la función “interrupción” de acuerdo con el modelo del
microcontrolador. De igual manera, habilitar conexiones para fuente DC de 5V
y tierra.
• En el extremo libre del cable gemelo, colocar la bornera.
• En el extremo libre de la bornera, conectar la resistencia eléctrica y colocarla en
el recipiente de agua.
• Colocar agua y hielo en el recipiente, junto con la resistencia.
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CONTROL AUTOMATICO
5. DATOS EXPERIMENTALES
6. CÁLCULOS
6.1. Ciclo de trabajo
*Realizar el cálculo para los segmentos de tiempo correspondientes a 10% y 90% del
tiempo total requerido para alcanzar el valor “set point”
7. RESULTADOS
7.1. Resultados para el controlador proporcional.
8. DISCUSIÓN
9. CONCLUSIONES
9.1. En un controlador PID los sistemas reales tienen limitaciones que reduce la capacidad
del controlador para conseguir la respuesta deseada. Por mucho que se aumente la acción
proporcional, llegará un momento en el que el accionador se saturará y no podrá dar más
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de sí, todo depende del voltaje que se lo emplee para obtener una velocidad máxima de
calentamiento. (Diana Chico)
9.2. La implementación de un sistema de control proporcional en un proceso de
calentamiento de agua mediante una resistencia eléctrica y un microcontrolador Arduino
ha demostrado ser una solución efectiva para alcanzar un valor de temperatura deseado
en un tiempo determinado. El control proporcional permitió que el proceso de
calentamiento fuera más preciso y eficiente, evitando variaciones bruscas de temperatura
y reduciendo el tiempo de espera. (De La Cueva Delany)
9.3. En base a los resultados obtenidos, se determinó que el ciclo de trabajo al 10 y
90% del tiempo de estabilización indica una proporción de tiempo durante el cual un
sistema está activo en relación con el tiempo total del ciclo evidenciándose que mientras
más se acercaba al set point el ciclo de trabajo aumenta, por lo cual al llegar a
estabilizarse, el controlador PID emitirá una señal para que todos los actuadores dejen de
funcionar. (Rey Flores)