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Título: Diseño e implementación de controladores programados en PLCs enfocados al control de procesos en entornos virtuales : diseño e implementación de un módulo didáctico virtual para control difuso de nivel de un tanque mediante el PLC modicon M580
Autor: Jumbo Cordero, José Andrés
Director: Morales Escobar, Luis Alberto
Palabras clave: SISTEMA DE CONTROL PID
SISTEMA HOMBRE-MÁQUINA
CONTROLADORES PROGRAMABLES PLC
CONTROL DIFUSO
FACTORY IO
PID CONVENCIONAL
TAKAGI-SUGENO
Fecha de publicación: 1-oct-2024
Editorial: Quito : EPN, 2024.
Citación: Jumbo Cordero, J.A.(2024).Diseño e implementación de controladores programados en PLCs enfocados al control de procesos en entornos virtuales : diseño e implementación de un módulo didáctico virtual para control difuso de nivel de un tanque mediante el PLC modicon M580.65 páginas. Quito : EPN, 2024.
Resumen: Factory I/O software offers a virtual industrial environment with programmable equipment through a programmable logic controller (PLC). This paper presents the development of a virtual training module with the objective of controlling the level of a tank, to which is added an application that includes the stages of filling, capping and labeling of bottles. During these stages, essential elements of the control are integrated, such as running control, general shutdown, emergency shutdown and management of possible failures. For level control, a fuzzy controller is designed considering two types of membership functions and a Takagi-Sugeno type fuzzy inference, thus creating a fuzzy PID controller. In addition, nonlinear gains are implemented to improve the response of the controller to disturbances, which is validated by comparing the performance of the fuzzy controller and its variations with a conventional PID. For this purpose, the control algorithms for both the conventional PID and the fuzzy PID are developed in the Modicon M580 PLC, which acts in a “hardware in the loop” structure, using the Control Expert Classic software. Finally, a Human Machine Interface (HMI) is programmed to visualize the behavior of the controllers and the current status of the process. This graphical interface includes a remote control that allows the process to be controlled from the HMI. Locally, the process is controlled from a virtual board made in Factory I/O and a physical board, where electromechanical control and supervision elements present in the Industrial Control laboratory are connected to the PLC. For the validation of the results, a comparative analysis of the performance of the controllers is carried out, evaluating them qualitatively through graphs and quantitatively through performance indexes.
Descripción: El software Factory I/O ofrece un entorno industrial virtual con equipos programables mediante un controlador lógico programable (PLC). En el presente trabajo se presenta el desarrollo de módulo didáctico virtual con el objetivo de controlar el nivel de un tanque, al que se agrega una aplicación que incluye las etapas de llenado, tapado y etiquetado de botellas. Durante estas etapas, se integran elementos esenciales del control, como el control de marcha, el paro general, el paro de emergencia y la gestión de posibles fallos. Para el control de nivel, se diseña un controlador difuso considerando dos tipos de funciones de pertenencia y una inferencia difusa tipo Takagi-Sugeno, creando así un controlador PID difuso. Además, se implementan ganancias no lineales para mejorar la respuesta del controlador ante perturbaciones lo cual es validado al comparar el funcionamiento del controlador difuso y sus variaciones con un PID convencional. Para ello, se desarrollan los algoritmos de control tanto para el PID convencional como para el PID difuso en el PLC Modicon M580 el cual actúa en una estructura “hardware in the loop”, utilizando el software Control Expert Classic. Por último, se programa una Interfaz Hombre-Máquina (HMI) para visualizar el comportamiento de los controladores y el estado actual del proceso. Esta interfaz gráfica incluye un mando remoto que permite controlar el proceso desde el HMI. Localmente, el proceso se controla desde un tablero virtual realizado en Factory I/O y un tablero físico, donde se conectan al PLC elementos electromecánicos de control y supervisión presentes en el laboratorio de Control Industrial. Para la validación de los resultados, se realiza un análisis comparativo del desempeño de los controladores, evaluándolos cualitativamente a través de gráficas y cuantitativamente mediante índices de desempeño.
URI: http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25816
Tipo: Trabajo de Integración Curricular
Aparece en las colecciones:TIC - Electrónica y Automatización (FIEE)

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