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1 Table of Contents Table of Contents Tecnología de medición y control automático Diseño y programación de controladores con Matlab- Simulink IAC 41: Control de un sistema controlado de temperatura del aire con Matlab-Simulink Lucas Nülle GmbH Página 1/13

2 Tecnología de medición y control automático Diseño y programación de controladores con Matlab- Simulink Diseño y programación de controladores con Matlab- Simulink Matlab posibilita la creación rápida de prototipos de sistemas embebidos de control en bucle abierto y cerrado. En primer lugar, en el PC se lleva a cabo la simulación y el análisis del funcionamiento de los diseños. El siguiente paso consiste en la transferencia del sistema a un equipo real para someterlo a prueba. Este tipo de aprendizaje, basado en la simulación, motiva y entusiasma. Los sistemas, capaces de reaccionar en tiempo real, se programan y someten a prueba con el método del diseño basado en prototipos que se emplea en la industria. Metas de aprendizaje: Implementación rápida de sistemas de procesador y de hardware-in-the-loop, definidos por el usuario y reconfigurables a través de la generación automática de códigos La ingeniería algorítmica sirve de nexo entre la teoría y la práctica Lucas Nülle GmbH Página 2/13

3 IAC 41: Control de un sistema controlado de temperatura del aire con Matlab-Simulink IAC 41: Control de un sistema controlado de temperatura del aire con Matlab-Simulink Metas de aprendizaje: Creación de un sistema de simulación HIL (hardware-in-the-loop) que opere en condiciones de tiempo real Desarrollo del modelo y diseño del control Simulación y optimización del control en el espacio de estados Comparación entre el modelo y el control real Ampliación del sistema a uno de múltiples variables con control independiente de temperatura y volumen de aire Lucas Nülle GmbH Página 3/13

4 Equipo básico compuesto de: Equipo básico compuesto de: Pos. Producto Bestell-Nr. Anz. 1 Sistema de control automático de temperatura del aire CO3620-2C 1 Un control de temperaturas es, en muchos sectores, un ejemplo clásico de control de sistemas con grandes constantes de tiempo. Aparte del mero control de la temperatura, también se puede contemplar otra variable como es el caso del caudal de aire. Sistema de control rápido de temperatura por medio de elemento calefactor de escasa masa Amplificador de potencia integrado para controlar el elemento calefactor Tres sensores rápidos de temperatura, de platino, colocados a distintas distancias posibilitan recabar los diversos parámetros del sistema El caudal de aire regulado por medio de ventiladores controlados por el número de revoluciones garantiza resultados reproducibles Canal transparente de aire, de Makrolon La entrada para la inclusión de variables de perturbación posibilita un examen eficaz del control Sistema de seguridad intrínseca por medio de la observación continua de la temperatura con función de desactivación Fuente de alimentación integrada de amplio rango para suministro de tensión Dimensiones: 456 x 297 x 110 mm (an. x al. x pr.) Peso: 3,5 kg Lucas Nülle GmbH Página 4/13

5 2 Regulador digital universal (PSD) CO3620-2A 1 Sistema de capacitación sólido y compacto de controlador digital activado por procesador digital de señales. El controlador se maneja muy fácilmente gracias a su menú claramente estructurado. El puerto USB permite la conexión a un PC. El sistema se puede ampliar por medio de una interfaz Matlab lo que permite crear aplicaciones propias y probarlas con componentes reales. Topología del controlador: dos y tres posiciones, P, I, D, PID y PII Dos controladores independientes, de empleo individual o en cascada Pantalla con capacidad gráfica e iluminación de trasfondo Tres teclas programables y una rueda para selección de funciones con fines de servicio, selección de parámetros y puesta en funcionamiento Conexión a PC a través de puerto USB Programa de PC para ajuste de parámetros y visualización de las señales de control con los siguientes instrumentos virtuales: Controlador de dos posiciones Controlador de tres posiciones Controlador PID Controlador en cascada Registrador de respuesta a un escalón Registrador de diagramas de Bode Analizador de sistemas controlados Interfaz para conexión a Matlab (JTAG) 4 entradas analógicas con rango de medida de +/-10 V 2 salidas analógicas de hasta máximo +/-10 V 2 entradas digitales y 2 salidas digitales Todas las entradas y salidas se conectan a casquillos de seguridad de 4 mm Entrada para codificador incremental Puerto de bus CAN para ampliación del controlador Potenciómetro para ajuste de la tensión de referencia Fuente de alimentación integrada, de amplio rango, para la alimentación de tensión Dimensiones: 297 x 228 x 110 mm (an. x al. x pr.) Peso: 1 kg Lucas Nülle GmbH Página 5/13

6 3 Adaptador USB con Matlab Toolbox para Electrónica de Potencia y Tecnología de control CO3636-3D 1 Matlab permite la creación rápida de prototipos para sistemas embebidos de regulación y control automático. Los diseños de sistemas se pueden analizar en primer lugar en el PC. A continuación pueden transferirse y probarse en el hardware real. La interfaz Matlab permite transportar y probar en el sistema de Electrónica de Potencia o en el controlador digital universal los proyectos desarrollados en la plataforma Matlab. Los controladores y los juegos de herramientas permiten la creación de aplicaciones propias. Peculiaridades: Interfaz separada de hardware para transferencia de las aplicaciones creadas en Matlab Puerto USB compatible con Matlab para el intercambio de parámetros y datos de medición En Matlab es posible registrar y poner a disposición las variables que se requieran La biblioteca Matlab adecuada facilita el acceso al hardware de electrónica de potencia Permite pruebas con el software en el bucle de control Permite pruebas con el procesador en el bucle de control Permite pruebas con el hardware en el bucle de control Requisitos de sistema necesarios: MATLAB Version 8.3 (R2014a) o superior Simulink Version 8.3 (R2014a) o superior Embedded Coder Version 6.6 (R2014a) o superior MATLAB Coder Version 2.6 (2014a) o superior Simulink Coder Version 8.6 (2014a) o superior Code Composer Studio v5 Volumen de suministro: Adaptador de programación con interfaz USB aislada galvánicamente. Caja de Herramientas Matlab para Electrónica de Potencia y regulación de accionamientos Controlador Documentación (D, EN) Lucas Nülle GmbH Página 6/13

7 Medios: Pos. Producto Bestell-Nr. Anz. 4 Interactive Lab Assistant: Regulación de un sistema controlado de temperatura del aire SO2802-3C 1 El manual de experimentación constituye un curso compatible con el Interactive Lab Assistant. Este curso multimedia conduce a los estudiantes paso a paso a través de la temática de la regulación de un sistema de control de la temperatura del aire. Los principios físicos se transmiten por medio de animaciones de fácil comprensión. Junto con los instrumentos virtuales, el Interactive Lab Assistant conforma un entorno confortable de experimentación. Funciones especiales: Montajes de experimentación interactivos Los valores medidos y los gráficos se pueden almacenar en las instrucciones de experimentación arrastrándolos y soltándolos sencillamente con el ratón Los instrumentos virtuales se ponen en funcionamiento directamente desde las instrucciones de experimentación Preguntas con comentarios y lógica de evaluación para controlar el nivel de aprendizaje El documento permite una sencilla impresión de las instrucciones de experimentación con las soluciones CD-ROM con el navegador Labsoft, software del curso e instrumentos virtuales Duración del curso: aproximadamente 10 h Contenidos de aprendizaje: Funcionamiento con controlador de dos y tres posiciones Regulación de temperatura con controlador PID Registro de los parámetros del sistema de control automático Determinación de parámetros del controlador Efecto de las perturbaciones sobre el controlador Lucas Nülle GmbH Página 7/13

8 5 Interactive Lab Assistant: Regulación de un sistema controlado de temperatura del aire con Matlab SO2802-3D 1 El manual de experimentación constituye un curso compatible con el Interactive Lab Assistant. Este curso multimedia conduce a los estudiantes paso a paso a través de la temática de la regulación de un sistema controlado de temperatura del aire con Matlab-Simulink. Los principios físicos se transmiten por medio de animaciones de fácil comprensión. Junto con los instrumentos virtuales, el Interactive Lab Assistant conforma un entorno confortable de experimentación. Funciones especiales: Montajes de experimentación interactivos Los valores medidos y los gráficos se pueden almacenar en las instrucciones de experimentación arrastrándolos y soltándolos sencillamente con el ratón Los instrumentos virtuales se ponen en funcionamiento directamente desde las instrucciones de experimentación Preguntas con comentarios y lógica de evaluación para controlar el nivel de aprendizaje El documento permite una sencilla impresión de las instrucciones de experimentación con las soluciones CD-ROM con el navegador Labsoft, software del curso e instrumentos virtuales Duración del curso: aproximadamente 10 h Contenidos de aprendizaje: Creación de un sistema de simulación HIL (hardware-in-theloop) que opere en condiciones de tiempo real Desarrollo del modelo y diseño del control Simulación y optimización del control en el modelo Comparación entre el modelo y el control real Ampliación del sistema a uno de múltiples variables con control independiente de temperatura y volumen de aire Lucas Nülle GmbH Página 8/13

9 Accesorios: Pos. Producto Bestell-Nr. Anz. 6 Juego de cables de medición de seguridad de 4 mm (20 piezas) SO5148-1V 1 Juego de cables de medición de seguridad con enchufes de lámina de 4 mm, apilables y altamente flexibles, con revestimiento de aislamiento doble, compuesto de: 4 cables de 50 cm de longitud, negros 2 cables de 50 cm de longitud, azules 4 cables de 50 cm de longitud, rojos 4 cables de 100cm de longitud, negros 2 cables de 100cm de longitud, azules 4 cables de 100 cm de longitud, rojos Sección transversal de cable: 2,5 mm 2 Datos nominales: 600 V CAT II, 32A 7 Conector de seguridad negro, 4mm con derivación, 1000V/32A CAT II SO5126-3R 20 Con protección bilateral contra contacto Conectores de seguridad y casquillos de seguridad en 19 mm de distancia Máxima resistencia de paso de 6 mω Datos nominales: 1000V/32A CAT II Color negro 8 Conector de seguridad azul, 4mm con derivación, 1000V/32A CAT II SO5126-3V 2 Con protección bilateral contra contacto Conectores de seguridad y casquillos de seguridad en 19 mm de distancia Máxima resistencia de paso de 6 mω Datos nominales: 1000V/32A CAT II Color azul Lucas Nülle GmbH Página 9/13

10 9 Conector de seguridad verde/amarillo, 4mm con derivación, 1000V/32A CAT II SO5126-3W 2 Con protección bilateral contra contacto Conectores de seguridad y casquillos de seguridad en 19 mm de distancia Máxima resistencia de paso de 6 mω Datos nominales: 1000V/32A CAT II Color verde/amarillo 10 Banco móvil de experimentación, perfil de al., 3 niv., 6 tomas,1250x700x1995mm ST7200-3A 1 Banco de experimentación y demostración móvil, de alta calidad, de la serie SybaPro, con patas de mesa de perfil de aluminio, compatible con todos los componentes de montaje y ampliación del sistema SybaPro. El banco móvil de experimentación se suministra como equipo modular cuyo montaje corre a cargo del propio cliente. Tablero de mesa: Armazón: Tablero de mesa de 30 mm, de varias láminas de viruta fina de alta compresión, en conformidad con la norma DIN EN Color gris RAL 7035, con cubierta laminada de 0,8mm por ambas caras (Resopal), de estructura simple, acorde con la norma DIN Resistente a una gran cantidad de sustancias químicas y reactivos, tales como los ácidos y las bases diluidos. Insensible al calor, por ejemplo, al estaño líquido de soldadura así como al calentamiento puntual producido por pistolas de soldar o brasas de cigarrillo. Borde del tablero de mesa con cantos de protección macizos, a prueba de golpes, de plástico de 3 mm de espesor, con teñido de penetración de color RAL Revestimiento y cubrecantos sin PVC. Alimentación de tensión por medio de regleta quíntuple de tomas de corriente, montada en la parte inferior del tablero de mesa, cable de 2 m y enchufe con protección de puesta a tierra 2 perfiles de aluminio extruido con ranuras múltiples, 1800 x 120 x 40 mm (bxhxp) 8 ranuras de igual tamaño en el perfil extruido de aluminio (3 en cada lado y 1 en cada extremo) Lucas Nülle GmbH Página 10/13

11 Dimensiones: Ranuras para el alojamiento de soportes de norma industrial 4 perfiles de aluminio en H, de 1150 mm, para emplazamiento de 3 niveles de paneles de experimentación DIN A4 Espacio libre para integración de un canal de alimentación de energía Patas de mesa de tubo rectangular con 4 ruedas dobles dirigibles, 2 de ellas frenadas Marco de mesa de combinación estable y continua de tubos rectangulares Revestimiento de resina epóxida resistente a los ácidos, de aproximadamente 80 µm, color RAL 7047 Altura del tablero de mesa: 760 mm 1250 x 1970 x 700mm (bxhxp) 11 Soporte para 48 cables de medición (4mm), de montaje mural o en perfil de aluminio ST8003-8E 1 Para alojar aprox. 48 cables de medición de seguridad (4mm) Ancho de 200 mm, 12 ranuras guía de cables Altura de montaje ajustable en el perfil de aluminio Montable a izquierda o derecha Posibilidad de montaje mural Con 2 tornillos y tuercas en ranura Revestimiento de resina epóxida resistente a los ácidos, de aproximadamente 80 µm, color RAL 7047 Lucas Nülle GmbH Página 11/13

12 12 Soporte de PC para banco de experimentación SybaPro, altura y anchura ajustables ST7200-5F 1 Soporte de PC para mesa de laboratorio de la serie SybaPRO de chapa de acero perforada de 2mm, para montaje en perfil de aluminio. Altura de montaje variable Para el ordenador estrecha, anchura modificable (de 65 mm a 160 mm) Montable a la izquierda o a la derecha Incluye material de montaje (4 tornillos, 4 tuercas en ranura) Revestimiento de resina epóxida resistente a los ácidos, de aproximadamente 80 µm, color RAL Soporte pantalla plana hasta 15kg, fijacón en perfil de aluminio VESA 75/100 ST8010-4T 1 Soporte pivotante de monitor para montaje en perfiles de aluminio del sistema SybaPRO. Posibilita el emplazamiento óptimo del monitor para un trabajo y experimentación libres de fatiga. Brazo plegable con articulación doble Cierre rápido para ajuste de altura continuo en el perfil de aluminio extruido Fijación VESA 7,5 x 7,5 cm Incluye adaptador de VESA 75 (7,5x7,5) a VESA 100 (10x10) 2 abrazaderas de cable Brazo plegable con capacidad de carga de hasta 15 kg El monitor TFT puede girar hasta quedar paralelo al canto de la mesa Distancia de 105 a 480 mm de ajuste continuo Adicionalmente se incluye: Juego de guías para tendido de cables en los perfiles de aluminio de los sistemas de laboratorio de la serie SybaPro El juego se compone de: 3 bloques en cruz de sujetacables para las ranuras frontal y anterior del perfil de aluminio 3 bloques en cruz de sujetacables para las ranuras laterales del perfil de aluminio 12 sujetacables 4 perfiles cobertores de aluminio para cierre e instalación de cables dentro de las ranuras del perfil de aluminio Lucas Nülle GmbH Página 12/13

13 14 Adaptador de teclado como ampliación del soporte de pantalla plana ST8010-4G 1 Adaptador de teclado para emplear en combinación con soportes de pantalla plana con una capacidad de carga máxima de 10 kg. Montaje entre el monitor y el alojamiento del soporte de pantalla plana Adaptación de altura variable en 3 niveles gracias a perforaciones previamente practicadas Perforaciones de alojamiento para empleo con los estándares 75 y 100 de VESA Placa para teclado de uso cómodo y ergonómico con una inclinación de aproximadamente 30 Placa para teclado con borde delantero elevado en 11 mm como protección contra caídas, inclusive asidero Fijación de la placa para teclado de profundidad variable en dos niveles (252 mm / 276 mm) Placa extra ancha para teclado (640 mm) con espacio adicional para una alfombrilla de ratón Profundidad de la placa para teclado de 172 mm Incluye dos clips de cables para su tendido guiado y en forma de haz Capacidad máxima de carga de 10 kg Dimensiones (Al. x Ba. x Pr.) 360 x 640 x 276 mm Este adaptador solo se debe emplear en conjunción con los soportes de monitor de hasta 15 kg de capacidad de carga. 15 Cubierta para banco móvil de experimentación de 3 niveles ST8010-9Y 1 Cubierta para banco móvil de experimentación de 3 niveles Protege los equipos contra el polvo y la humedad Sirve también como protector visual Color: gris oscuro mate con impresión incluida (logotipo naranja de LN) Material: fibra de poliamida con revestimiento de PU Altamente resistente a las fisuras, impregnado, lavable, impermeable Lucas Nülle GmbH Página 13/13