En la actualidad existen sistemas de control digital capaces de realizar actividades de control y de generación de modelos de plantas, sin embargo su costo es muy elevado, debido a esto el objetivo del proyecto se centra en diseñar y construir un sistema que sea capaz de realizar control digital para el entrenador de proceso de temperatura PT-326 cuyo costo sea bajo pero sin comprometer los resultados en cuanto a la acción de control a ser implementada. El sistema a desarrollar también será capaz de obtener los parámetros necesarios para la caracterización de una planta ya sea presión, nivel, caudal; como las que se encuentran en los Laboratorios de Instrumentación y Control de la UNET.

Al obtener la caracterización de los procesos, se podrán realizar prácticas de simulación comparando estos resultados con los obtenidos por el controlador. Será de gran ventaja para la enseñanza de técnicas y acciones de control de vanguardia para los estudiantes en su formación académica.

El entrenador de proceso de temperatura PT-326 no se encuentra en uso por fallas y obsolescencia en el manejo del control analógico, por esto se plantea la modernización de su sistema de control lo cual se puede lograr con el uso de: computadores personales, microcontroladores, microprocesadores, PLC, por mencionar algunos.

El proyecto pretende la recuperación del entrenador de procesos PT-326 para su uso en las prácticas de control de temperatura en el laboratorio, desarrollando un sistema de control digital que permita medir, controlar y visualizar a través de un computador personal las variables de temperatura, Set-Point y ajustes de los parámetros del controlador.

Junto a esto se desarrollará una aplicación en software que mediante la unidad de control y un computador personal permitirán:
· Caracterización del proceso.
· Ajuste de los parámetros de control para el entrenador PT-326.

El sistema de control digital constará de las siguientes partes, como se muestra en la Figura Nº 1.

Proceso Térmico: Esta constituido por el entrenador de procesos de temperatura PT-326 marca Feedback (empresa que presta servicios diseñando sistemas de entrenamiento y soluciones para medición, control y automatización). El proceso consiste en la absorción de aire a través de un motor para luego pasar por una resistencia (rejilla metálica), permitiendo el calentamiento del mismo. El grado de calor dependerá de las revoluciones del motor que absorberá más ó menos aire.

Sensor: Es el elemento del sistema de medición que se encuentra en contacto con el proceso, genera una salida eléctrica que depende de la variable por medir (Temperatura). Para implementarlo es necesario calibrarlo esto se realizará empleando un dispositivo de medición de temperatura que permita comparar sus respuestas logrando obtener una relación directa punto a punto de la señal de salida en función de la entrada.

Acondicionamiento: Este módulo adquiere la señal generada por el sensor y la convierte en una señal más adecuada para ser procesada por la unidad de control.

Fuente de alimentación: Consistirá en una fuente regulada de voltaje y/o corriente, con la cual se podrá alimentar al circuito sensor-acondicionador para su funcionamiento.

Figura Nº 1, Diagrama de bloques del proyecto.

Unidad de control: Consiste en un circuito en el cual además de algunos periféricos para los puertos de entrada y salida posee un microcontrolador que convierte la señal analógica de voltaje proveniente del acondicionador en una señal digital.

La señal analógica de voltaje se conecta a la entrada del convertidor A/D y se somete a un muestreo a una rata adecuada, obteniéndose así una señal digital, la cual se procesará a nivel de software para que la medida de la temperatura del entrenador PT-326 sea comparada con la temperatura requerida o Set-Point. Para llevar a cabo el control, el software del microcontrolador contendrá los algoritmos de control PID y ON-OFF.

El microcontrolador también transmitirá por medio de una interfaz física al computador personal los datos obtenidos para su almacenamiento en memoria.

Timer: Consistirá en una unidad de retardo por hardware, integrada por un cristal que proporcione una frecuencia de oscilación adecuada que podrá ser modificada vía software para manipular la rata de muestreo de la unidad de control.

Memoria: Consistirá en un campo de almacenamiento lógico y/o físico dentro de la unidad de control y del computador personal, para los datos provenientes de la planta.

Sistema de Visualización y Manipulación: Consistirá de un software de aplicación dentro de un computador personal, el cual permitirá presentar los datos del proceso como temperatura, Set-Point y ajuste de los parámetros de control.

Interfaz µC/PC: Consiste en el medio de transmisión de datos entre el microcontrolador y el computador personal en el cual se transportará la información que utilizará el sistema de visualización y manipulación.

En resumen, el software estará constituido específicamente por tres aplicaciones:

· Software de Caracterización: Esta aplicación en software consistirá en algoritmos de adquisición, almacenamiento y procesamiento de los datos del proceso para obtener los parámetros que permitan su caracterización, tendrá la ventaja de poder aplicarse a cualquier planta (Presión, Nivel, Caudal).

· Software de Control: Esta aplicación en software consistirá en un algoritmo para ejecutar acciones de control sobre el proceso de temperatura PT-326, envió de datos hacia y desde el computador personal que permitan la manipulación de los parámetros de control.

· Aplicación para Visualización: Consistirá en una interfaz hombre-máquina con la cual se podrá:
- Obtener los parámetros del proceso.
- Observar los datos del proceso.
- Permitir efectuar los ajustes a los parámetros de control