Modelo matemático por identificación paramétrica y diseño de controlador difuso en la sección de enfriamiento de una planta de calentamiento-enfriamiento de fluidos

Abstract

En la mayoría de procesos industriales se requiere conocer la dinámica del proceso para logar mejor ajuste y precisión de los controladores, muchas veces la obtención de los modelos mediante la solución de ecuaciones, resulta complejo realizar. Con el desarrollo de la tecnología se pueden obtener datos en tiempo real del proceso, los métodos de identificación son de gran ayuda para la obtención de modelos matemáticos de forma experimental, razón por la cual, es necesario que los estudiantes de ingeniería realicen prácticas en este campo. Con el propósito de tener un equipo para prácticas de control automático e instrumentación, se diseña y construye una planta de calentamiento-enfriamiento de fluidos. El modelo fue obtenido a partir de datos de entrada-salida mediante técnicas de identificación paramétrica, se realizaron pruebas con modelos ARX, ARMAX, OE y BJ, la selección del modelo se realizó mediante porcentaje de similitud, respuesta al escalón y análisis residual. Los mejores resultados se obtuvieron con el modelo BJ 22321, alcanzando porcentaje de similitud de 81,71%, para la selección del modelo también se consideró la parsimonia, es decir, la que tenga menor número de polos y ceros. Para el ajuste del controlador se utilizó la sintonía IMC-PID. Se probó la respuesta con diferentes controladores y se seleccionó el PID-Difuso con 25 reglas, con este controlador se obtiene un sobre nivel porcentual de 10% y tiempo de estabilización de 200 segundos.