Interface del sistema de control diseñado por linvestigadores de la Universidad de Cadiz.

La invención se basa en un nuevo sistema para el diseño, implementación y sintonización de controladores robustos H en procesos SISO (una entrada/una salida) y MIMO (múltiples entradas/múltiples salidas), para el control de procesos en aplicaciones industriales, en los cuales solamente es necesario el conocimiento normal del operador de planta.

Introducción

Actualmente, en los procesos industriales la tendencia más generalizada implementada en el control de procesos se basa en el controlador PID, de manera que más del 90% de los controladores de procesos en continuo instalados en la industria son PID. En general, y específicamente para los procesos SISO típicos, esta clase de controladores dan resultados satisfactorios y el operador de planta tiene procedimientos sistematizados para la sintonización de los parámetros del PID.

Las desventajas en los controladores PID aparecen en los procesos SISO con dinámicas complejas y en los MIMO con una interacción significativa entre distintos lazos de control, ya que en este caso, el control del proceso llega a ser bastante complejo debido a las interacciones entre las distintas variables de entrada y salida.

Tecnología

Recientemente, se han desarrollado otras estrategias, basadas principalmente en la teoría del control predictivo y han sido implementadas en el control de procesos en controladores comerciales. No obstante, no existen controladores industriales basados en la metodología del control robusto H, que puede ser usada y sintonizada por un operador de planta. Esto es lo que logra el sistema creado en la Universidad de Cádiz.

La teoría de control del control robusto H presenta, desde el punto de vista teórico, excelentes características para controlar procesos complejos y MIMO, así como se han desarrollado softwares comerciales (denominados toolboxes) para el diseño de dichos controladores. No obstante, el usuario de este software necesita conocer los fundamentos de la teoría de manera que no son adecuados para ser empleados por un operador en una planta industrial. En su lugar, sería necesaria la presencia de técnicos muy cualificados o de ingenieros de control para realizar el diseño del controlador.

El grupo de investigación de Automática, procesamiento de señales e ingeniería de sistemas ha desarrollado un sistema con una metodología práctica y sistemática para el diseño e implementación de los controladores robusto H, que emplea las ventajas del la teoría de control robusto H, evitando las principales desventajas del mismo que se presentan para el técnico de control, de manera que el sistema va más allá dado que puede ser empleado por un operador de planta. Nuestro sistema supone un puente entre la teoría y la práctica, así como valida el uso y sintonización de los controladores H por los operadores de planta. Se ha implementado un proceso de auto-tuning del controlador H, en sistemas SISO y MIMO. Los operadores de planta pueden conseguir la sintonización fina del controlador mediante tres parámetros para cada variable controlada y varia reglas heurísticas.

Ventajas

• El uso de este sistema no requiere ni alta cualificación, ni conocimientos especiales, de manera que puede ser utilizado a nivel de operador de planta.
• Se ha implementado un proceso automático (autotuning) para la obtención del controlador pre-sintonizado.
• Existe una relación directa entre la sintonización de cada parámetro de sintonización del controlador H y el efecto esperado en el sistema de control.
• Para llevar a cabo la sintonización fina del controlador H, se usan pocos parámetros de ajuste, se sigue un procedimiento sistemático, y el operador de planta puede usar reglas heurísticas para el ajuste del comportamiento del lazo cerrado.
• El sistema propuesto es válido para procesos SISO y MIMO que cuentan con un gran número de aplicaciones en control de procesos.
• El operador de planta puede usar fácilmente el sistema gracias a una interfaz ergonómica.
• Supone un puente entre teoría y práctica, de manera que presenta las principales ventajas del control robusto H, pero solamente requiere un operador de planta para su manipulación.

Descargar Controladores H