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

Resumen

En la mayoría de procesos industriales se requiere conocer la dinámica del proceso para lograr mejor ajuste y precisión de los controladores. Muchas veces, la obtención de los modelos mediante la solución de ecuaciones resulta compleja. Con el desarrollo de la tecnología, se pueden obtener datos en tiempo real del proceso, y los métodos de identificación son de gran ayuda para la obtención de modelos matemáticos de forma experimental. Por esta razón, 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 diseñó y construyó 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 un 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, obteniendo un sobre nivel porcentual de 10% y un tiempo de estabilización de 200 segundos.