Realizado: Grupo SUPPRESS (Supervisión, Control y Automatización) Laboratorio Remoto de Automática (LRA-ULE) Universidad de León http://lra.unileon.es Versión: Páginas: 1.0 7
1. Introducción En el presente documento se describe el entorno desarrollado para el control de la maqueta industrial de cuatro tanques que se encuentra en el laboratorio E2 del Instituto de Automática y Fabricación (Universidad de León). La aplicación consta de cuatro partes bien diferenciadas, tal y como se puede apreciar en la ilustración. Ilustración 1 Vista General de la Interfaz En la parte de la izquierda nos encontramos el panel de introducción de datos para el control de la maqueta y debajo la gráfica de evolución de las principales variables del sistema. En la parte superior derecha se ubica el panel de la WEBCAM, donde se puede observar la evolución del sistema en tiempo real, y en la parte inferior derecha nos encontramos la Ventana de representación del sistema que muestra un sinóptico dinámico del sistema. A continuación iremos analizando cada una de las partes de una forma más minuciosa. - 1 -
2. Panel de Introducción de datos para el control de la maqueta Mediante esta ventana podemos introducir los datos para el control del sistema de una forma remota y observar la evolución del mismo en tiempo real. Ilustración 2 Panel de Introducción de datos El panel se compone de cinco campos numéricos: Bomba PID Consigna de la bomba de recirculación. Variando este valor podemos introducir una perturbación en el sistema. Consigna Consigna de entrada del sistema o set point. P Valor de la acción Proporcional del regulador PID. I Valor de la acción Integral del regulador PID. D Valor de la acción Derivativa del regulador PID. También consta de dos botones que nos permiten enviar los datos que hemos introducido (botón Enviar ) y realizar una parada del sistema en el momento apropiado (botón Parar ). Por último, la barra de la derecha ofrece una medida del retardo en la comunicación en ms. - 2 -
3. Gráfica de evolución de las principales variables del sistema Mediante esta gráfica podemos observar la evolución en el tiempo de las principales variables del sistema. Ilustración 3 Gráfico de evolución de las principales variables del sistema Las tres variables que podemos visualizar son: Nivel del tanque 1 Rojo Valor de la Consigna Azul Acción de Control Verde En la parte superior del panel nos encontramos cuatro botones que se utilizan para modificar los estilos de la gráfica: Chart Mediante este botón se puede modificar el color de fondo de la gráfica y las características de los ejes (tipo de escalado, título, etc). Añadir trazas Mediante este botón añadimos a la gráfica las trazas de las variables que queremos visualizar. Inicialmente se encuentran las tres variables añadidas. - 3 -
Eliminar trazas Mediante este botón se pueden eliminar de la gráfica las trazas de las variables que no deseemos observar. Funcionamiento Mediante este botón podemos congelar la evolución de la gráfica en un determinado instante y posteriormente continuar con la evolución de la misma. Para finalizar, debajo de la gráfica se encuentra el botón Descargar datos, que permite obtener un histórico de los datos que hemos manejado desde el inicio de nuestra sesión de prácticas. Esto tiene como objeto el posterior tratamiento de los datos con programas como Excel o MATLAB. 4. Panel de la WEBCAM Mediante esta ventana podemos observar la maqueta de 4 tanques existente en el laboratorio E2 del instituto de Automática y Fabricación (Universidad de León) a través de una WEBCAM instalada para este propósito. De esta forma podemos observar lo que ocurre realmente en el sistema a medida que enviamos datos. Ilustración 4 Panel de la WEBCAM La ventana tiene en su parte inferior dos botones y un menú de selección que se describen a continuación: - 4 -
Botón Iniciar Al pulsarlo se inicia la cámara WEB y comenzamos a ver la maqueta en la posición 4 Tanques General. Botón Control Al pulsarlo aparece el siguiente panel mediante el que se puede controlar el movimiento de la cámara. Ilustración 5 Control de la WEBCAM Menú de Selección Mediante este menú se puede mover la cámara a seis posiciones determinadas de la maqueta. 5. Ventana de Representación del Sistema Mediante esta ventana se puede visualizar un sinóptico dinámico del sistema en el que podemos observar de forma intuitiva la evolución de las variables del sistema. Ilustración 6 Ventana de representación del Sistema - 5 -
Pinchando sobre cada componente de la maqueta podemos observar el estado en el que se encuentra y modificarlo si se considera oportuno. Para ello introducimos el nuevo valor y pulsamos en la flecha que aparece a la derecha del mismo. Los componentes sobre los que podemos actuar son: Bombas Valor Bomba PID. Ilustración 7 Bomba Válvulas de tres vías Actuadores del sistema Ilustración 8 Válvula de 3 vías Válvula todo/nada Mediante esta válvula se puede introducir una perturbación en el sistema. Ilustración 9 Válvula todo/nada Sensor de Nivel Mediante este sensor se puede comprobar el valor real del nivel del tanque. Ilustración 10 Sensor de Nivel - 6 -
6. Terminar Sesión Una cosa importante a tener en cuenta es que una vez que hayamos terminado la sesión de prácticas, debemos pulsar en el botón Terminar Sesión, que se encuentra en el botonero de la parte derecha inferior de la pantalla. Ilustración 11 Terminar sesión - 7 -