Diseño y Construcción de Un Sistema de Control de Temperatura Para Una Incubadora de Huevos de Aves de Corral

Universidad de Cundinamarca. Mican Paola Torres Maryori Romero Miguel. Descripción de un Proceso Térmico Industrial

Resumen— En el presente informe se describe a detalle los componentes de un sistema térmico aplicado a la industria, en este caso dicho proceso se trabaja en el sector avícola.Es importante reconocer todas sus variables, para poder determinar cuál de estas va a ser la variable controlada, y cuales las no controladas, para de esta manera poder conocer el comportamiento del sistema y así poder prever sucesos que pueden afectar el sistema.

Índice de Términos— Variable, proceso, planta, controlador.

I. INTRODUCCIÓN

Los sistemas de control de temperatura son muy importantes en la industria ya que permiten trabajar procesos que necesitan una temperatura controlada en ciertos niveles para disminuir las pérdidas del proceso industrial. Un sistema de control de temperatura para una incubadora debe ser preciso, pues pequeñas variaciones de tan solo fracciones de grados, aunque sean tan solo temporales tendrán como resultado una reducción de la incubabilidad. En términos cuantitativos el error permanente en este sistema no debe ser mayor a 0.2 °C. Por este motivo el sensor debe ser lo suficientemente exacto y el actuador debe proporcionar una tasa de flujo de calor que proporcione una respuesta rápida ante un cambio en el valor deseado de temperatura.

II. DESCRIPCION DEL PROCESO

La incubación de huevos de aves de corral tiene un proceso que se puede describir mediante diagrama que muestra en la figura 1:

Figura 1. Diagramas de Bloques de un Sistema de Control Retroalimentado.

En la figura 2 se observa el mismo proceso pero con más detalle, en él se incluye el actuador y el sensor, además de las variables manipuladas y controlada.

Figura 2. Diagramas de Bloques Detallado de un Sistema de Control Realimentado.

Esta planta tiene una característica estática, dicha característica corresponde a la relación entre sus señales de entrada y salida en condiciones de estado estacionario. La característica estática define el ámbito del

Control Discreto 2015

Diseño y Construcción de un Sistema de Control de Temperatura para una Incubadora de

Huevos de Aves de CorralMican Romero Yesica Paola, Torres Novoa Maryori, Romero Galeano Miguel

[email protected], [email protected],[email protected] de Cundinamarca

1

mailto:[email protected]

mailto:[email protected],%[email protected]


control, que es el intervalo de valor deseado para el cual ésta diseñado el controlador, esto permite establecer ciertos límites de operación con los cuales se puede dimensionar y seleccionar el elemento final de control y los instrumentos de medición y transmisión. Esta información suele representarse gráficamente como una familia de curvas. En la figura 3 se tiene un ejemplo de ellas. [1]

figura 3. Características Estatica.

La característica dinámica hace referencia a la respuesta del sistema ante una señal en algunas de sus entradas. Debido a la presencia de dos entradas: el valor deseado y la perturbación.

La identificación es el procedimiento en el cual se introduce una excitación al proceso a controlar para determinar a partir de la información de salida un modelo matemático para la planta. Hay dos tipos de métodos. Los métodos de lazo abierto calculan los parámetros del modelo a partir de la curva de reacción, y los métodos de lazo cerrado, entre los cuales destaca el método de Ziegler- Nichols, que consiste en variar la ganancia del controlador funcionando sólo en su parte proporcional para obtener una respuesta oscilatoria, ésta respuesta proporciona la información última que es usada para obtener el modelo.

figura 4. Proceso Térmico

Además de las características estáticas y dinámicas de la planta se encuentran unas variables implícitas en el sistema como lo son el flujo de calor entrante en el sistema, la temperatura ambiente, la temperatura propia del horno, así como la resistencia y la capacitancia térmicas.

figura 5. Diagrama de Bloques del Proceso Térmico.

Las variables anteriormente nombradas se dividen en variables manipuladas y controladas.

En este proceso la variable controlada es la temperatura del horno, el medio controlado es el ambiente dentro del horno.La variable manipulada: cantidad de flujo de calor que entra al sistema. Esta variable se manipula mediante el actuador. [2]

El actuador en este tipo de proceso puede ser uno o varios bombillos que proporcionen calor, o bien un ventilador que ayude a disipar cuando la temperatura sea muy alta.

Debido a que este proceso toma la temperatura como variable controlada, es necesario tener


2


un buen sensado de esta, para la captación de esta variable se puede usar un sensor LM35DT, por sus buenas características y bajo costo.

III. CONCLUSIONES

Es muy importante conocer el proceso, identificar sus variables y la forma en que interactúan entre ellas antes de comenzar a realizar cálculos matemáticos, pues en la comprensión e identificación de las variables es donde se definen los pasos a seguir y el método de control a implementar.

En la industria los procesos térmicos son ampliamente implementados ya que el mantener la temperatura en un nivel determinado optimiza o facilita el desarrollo de los procesos.

IV. BIBLIOGRAFÍA

[1] F. D. SUAREZ BONILLA, «ACADEMIA,» JUNIO 2009. [En línea]. Available: http://www.academia.edu/2487164/Dise%C3%B1o_y_construcci%C3%B3n_de_un_sistema_de_control_de_temperatura_para_una_incubadora_de_huevos_de_aves_de_corral. [Último acceso: 26 AGOSTO 2015].

[2] J. A. SANCHEZ, «books.google,» google, [En línea]. Available: https://books.google.com.co/books?id=ekza40c2orUC&pg=PA159&lpg=PA159&dq=variable+controlada+en+sistemas+de+control+de+temperatura&source=bl&ots=0_fG5W-v7O&sig=_bxGB5fTuMRXTuoQqzjyrUcm60U&hl=es&sa=X&ved=0CDoQ6AEwBGoVChMIvMSkyZ_MxwIVw6ceCh3Q7ASx#v=onepage&q. [Último acceso: 26 AGOSTO 2015].


3



4



5

Documents

Diseño y Construcción de Un Sistema de Control de Temperatura Para Una Incubadora de Huevos de Aves de Corral