Práctica de laboratorio: LAZO DE CONTROL CERRADO: VARIABLE NIVEL
Criterio de Evaluación: Proponer soluciones a problemas que impliquen la monitorización de variables de proceso.
Descripción: A partir de un trabajo colaborativo por parte de los integrantes del grupo, se quiere contar con la implementación de un sistema en lazo cerrado para la variable nivel de manera remota.
Material a utilizar:
Instalación del software TeamViewer AQUI
Planta de control Remota Software Labview
Video introductorio: AQUI
MARCO TEÓRICO
ADQUISICIÓN DE SEÑALES
En esta parte del documento se proporciona instrucciones paso a paso de como configurar su dispositivo DAQ para señales de entrada digital. Para tal fin es indispensable dar doble click en la herramienta DAQ Assistant, seleccione Acquire Signals » Digital Input » Line Input para poder definir cual o cuales entradas se deben usar para el desarrollo del instrumento virtual en LabVIEW.
Un canal físico es una terminal, un puerto o un pin en el cual usted puede medir o generar una señal analógica o digital.
Adicionalmente se pueden anexar entradas por medio del botón “Add Channels”, como se muestra a continuación:
Una vez configuradas las entradas en obligatorio terminar el proceso pulsando el botón “OK”. La apariencia del DAQ Assistant cambiara de la siguiente forma:
ARRAYS O ARREGLOS
Los arrays o arreglos son un conjunto ordenado de datos del mismo tipo, que pueden ser números, booleanos, waveform, path, strings, etc.
La representación gráfica de un vector de N elementos sería:
Todo vector o Array se compone de un determinado número de elementos. Cada elemento es referenciado por la posición que ocupa dentro del vector. Dichas posiciones son llamadas índices y siempre son correlativos
Los datos que arrojan y reciben los DAQ Assistant son tipo vector y en cada posición se almacenaran los estados (ON u OFF) de los dispositivos de entrada como los pulsadores, interruptores o sensores; desde la posición cero hasta la posición N que corresponde al número de puertos de conexión que se hayan configurado.
GENERACIÓN DE SEÑALES
Para la generación de señales, la diferencia en la configuración con las entradas digitales radica en seleccionar Generate Signals » Digital Output » Line Output
Posteriormente es necesario seleccionar los puertos de salida del sistema y ver el cambio en la herramienta de programa
En este caso no hay que recibir un vector, si no entregárselo al DAQ Assistant con la información de las salidas que deben activarse o apagarse. Para ello utilizaremos la herramienta build Array que es un bloque que se encarga de construir vectores a partir de datos independientes
Equipo DAQ del laboratorio
ACTIVIDAD A REALIZAR
Al iniciar la práctica usted deberá implementar el siguiente programa:En el ustedes tendrán las opciones de activación de la bomba y la válvula del sistema, para determinar los valores máximos y mínimos de la variable de nivel, que está siendo sensada.
Para tal fin procedan a escalizar la lectura de la variable, completando la tabla mostrada a continuación:
Lectura registrada
Valor del nivel máximo sensado y leído a través del indicador “Variable de entrada”. (en voltaje)
4,5
X2
Valor del nivel mínimo sensado yleído a través del indicador “Variable de entrada”. (en voltaje)
0.53
X1
Considerando a Y2 = 24 cm y a Y1 = 4 cm, determine la pendiente de linealización del proceso:𝑌2 − 𝑌1
𝑃𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑚 = = 5.04
𝑋2 − 𝑋1
Procedan a Implementar una secuencia adicional al programa ya diseñado donde se observe un nodo de formula como el que se muestra a continuación y en el cual usted escribirá la ecuación de la recta de calibración, contemplando el valor de la pendiente.
Ecuación de linealización:
Ahora procedan en una secuencia adicional, al diseño de un instrumento virtual en forma de tanque que utilice como entrada la variable “Nivel Tanque” y valide el comportamiento de este, con el tanque remoto ubicado en el laboratorio.
En esta ultima secuencia es importante, cambiar la escala del tanque a valores comprendidos entre 3cm y 27cm, y en complemento al control del tiempo de muestreo entre 10 y 1000 milisegundos.
Para la implementación del lado cerrado se debe saber que…
En un sistema de control a lazo cerrado, el controlador se alimenta de la señal de error de desempeño, la cual representa la diferencia entre la señal de entrada y la señal de realimentación con el fin de reducir el error y llevar la salida del sistema a un valor deseado o setpoint. El término lazo cerrado siempre indica una acción de control realimentado para reducir el error del sistema1. Véase la siguiente Figura:
Con el fin de implementar el controlador en lazo cerrado, a partir de la instrumentación a disposición, proceda a remplazar la programación de la secuencia 1.
Por la programación mostrada a continuación:
Procedan a validar el funcionamiento a partir de la completitud de la siguiente tabla:
SET POINT Valores aproximados en los que
oscila el Tanque Virtual Valores aproximados en los que oscila el Tanque Remoto
10 cm
Valor aproximado al set point. Valor aproximado al set point.15 cm
Valor aproximado al set point. Valor aproximado al set point.20 cm
Valor aproximado al set point. Valor aproximado al set point.CONCLUSIONES
¿Cuál es la importancia de linealizar el sensor de nivel, antes de generar el lazo cerrado de control? ¿Por qué es importante considerar el tiempo de muestreo en la realización de la práctica?
¿En la práctica, cual es la variable manipulada del lazo de control?
A partir del resultado final, en la implementación del lazo de control cerrado ¿ considera usted que funciono o no y por qué?
Diseñe un diagrama de bloques, que describa según lo visto en clase, físicamente como debería estar constituida la planta remota que usted controló.
Describa la importancia que encuentra en la realización de la práctica.
Entregable: Un informe de laboratorio grupal, que contenga el desarrollo de la guía, junto a las conclusiones planteadas.
BIBLIOGRAFÍA
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