Prueba con la planta sin controladores

Estableciendo un lineamiento para observar el funcionamiento de la planta de nivel se realizan varias pruebas en lazo abierto, con el objetivo de establecer el comportamiento que tiene la planta con controladores que modifiquen el funcionamiento.

Figura 24: Estructura de prueba en lazo abierto de la planta de nivel

Esta prueba muestra que la planta funciona de manera continua cuando la válvula proporcional la cual se alimenta de manera neumática, está abierta a cierta capacidad, de tal forma que se permita la recirculación del líquido por todo el lazo de circulación, se evidencia además que la planta no tiene ningún método de control integrado, sino que simplemente si está encendida la bomba de recirculación de líquido, la planta sirve y dependiendo de qué nivel de aire tenga esta, así mismo funcionara. Además se evidencia que el actuador de la planta funciona con lógica inversa es decir, que entre más corriente tenga la válvula, su apertura se disminuirá hasta estar totalmente sellada, pero si no hay presencia de corriente en la válvula la apertura será total.

Actuador (válvula proporcional) Variación de nivel en el tanque Señal de entrada

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7. Resultados.

Referente a los resultados obtenidos con el desarrollo del proyecto se encuentra la diversidad de operaciones que se lograron obtener, no solo de manera análoga sino también de manera digital ya que a pesar de la cantidad de líneas de código y de los módulos implementados, el procesamiento interno de PSoC permitió ampliar la gama inicial de operaciones.

7.1.

Interfaz gráfica.

En el desarrollo y las pruebas preliminares a la interfaz gráfica se encontraron diversas herramientas que permitieron estructurar una interfaz que además de reprogramar internamente la estructura establecida de los microcontroladores, también se logró establecer parámetros de simulación acorde con la realidad, de tal manera que el usuario puede establecer una pequeña simulación basado en las posibilidades reales con las que cuenta en PSoC.

Figura26: Interfaz gráfica implementada.

Aprovechándose de esta manera la capacidad que tiene MATLAB para la transmisión de datos, cuando se cuenta en simulación con los valores preestablecidos en la estructura básica de control, y si los valores son acorde con los que el usuario cuenta también se tiene la capacidad para reestructurar el hardware, sin la necesidad de hacer configuraciones físicas externas, permitiendo de esta manera que el usuario cuente con herramientas no solo análogas, sino también con opciones digitales.

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Figura27: Estructura para la toma de datos para la simulación o la programación.

La interfaz gráfica final permite simular o reprogramar los dos microcontroladores con alguno de los valores que el usuario necesite, de esta manera se cuenta con dos simulaciones aparte y con varias posibilidades de reprogramación de hardware, en el caso del panel donde el sistema simula la aplicación de la estructura básica de control, que en este caso es la planta de nivel de líquido amatrol t5552, se simula a partir de una función de transferencia (elisamanuelcristina), que tiene unos parámetros físicos parecidos al de la planta, debido a que se pueden producir errores humanos en la aplicación del proyecto se estableció que si el usuario utiliza la opción planta, el controlador 1 deshabilitara su funcionamiento y se dedicara exclusivamente al lazo de control, evitando así que el usuario tenga alguna señal conectada al micro controlador, pudiendo generar daños al proyecto. Pero si el usuario desea tener el lazo de control habilitado y además la posibilidad de utilizar el segundo micro controlador podrá hacerlo, de esta manera se tendrán varias opciones en el sistema que se pueden verificar en el hardware, como lo muestra la figura25.

Figura28: De izq. a der. Selección de los parámetros del controlador, Simulación de los parámetros y resultado en el osciloscopio de MATLAB.

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7.2.

Algoritmo de reprogramación

Debido a que el algoritmo de reprogramación debía estar en dos partes puesto que se reconfigura el hardware a partir de los valores que el software a través de la interfaz gráfica acepte, por tal motivo el estudio previo de las posibilidades de comunicación que posee PSoC y que fueran compatibles con MATLAB, permitió que se obtuviera un resultado satisfactorio tanto en la pruebas básicas de comunicación como en las pruebas finales.

Como el bloque UART permitió establecer una comunicación continua y sin percances la reconfiguración de los bloques de PSoC es posible en cualquier momento de la simulación o montaje. Permitiendo que el usuario tenga tanto la opción de utilizar los bloques de dos lazos de control, como la posibilidad de utilizar un lazo de control diseñado para la planta de nivel de líquido y un lazo de control extra para utilizarlo en algún evento que crea conveniente, además de las posibilidades digitales de suma y multiplicación que cada uno de los bloques le permite.

7.3.

Aplicación de la estructura básica en los

microcontroladores.

Debido a que las opciones que se pueden obtener de PSoC, se hacen por medio de sus diferentes arreglos internos que permiten utilizar la capacidad conmutada para la reconfiguración de parámetros en el micro controlador, hizo posible obtener varios resultados sin la necesidad de variar parámetros externos o físicos en el micro controlador, si no que por medio de comandos de software se variaron parámetros que generaron resultados satisfactorios de acuerdo al proyecto.

El procedimiento establecido para la obtención de resultados de cada uno de los bloques, fue establecer un lazo de control cerrado en el cual se pudieran variar por separado los parámetros del bloque proporcional, el bloque integral o el bloque derivativo dejando los bloques de suma y resta como se muestra en la figura 27, donde se observa que el bloque restador opera la señal de entrada junto con una señal de valor cero de tal manera que se puede realizar un seguimiento a la señal

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de entrada, esta señal de entrada es operada por alguno de los bloques de control y la salida llega al sumador el cual solo tiene que sumar esta señal de tal manera que se observa que la señal es igual antes del sumador como a la salida del mismo.

Figura29: Estructura utilizada para obtener resultados individuales de cada controlador.