Experimental Development of Fuzzy Controllers for Thermal and Pneumatic Processes

• Hernandez-Mesa, Richard S ^[1] ; Moreno-Garcia, Francisco E ^[1] ; Castro-Casadiego, Sergio A ^[1] ; Medina-Delgado, Byron ^[1]
  1. [1] Universidad Francisco de Paula Santander

     Universidad Francisco de Paula Santander

     Colombia

     
• Localización: Ingeniería y ciencia, ISSN-e 1794-9165, Vol. 17, Nº. 33, 2021, págs. 97-120
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo experimental de controladores Fuzzy para procesos térmicos y neumáticos
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    En este proyecto, se propone un sistema de control Fuzzy en un módulo de entrenamiento de procesos industriales con dos sistemas independientes entre sí, uno térmico y otro neumático, el algoritmo de control se desarrolla en lenguaje Python v3.6 ejecutado por una Raspberry Pi B+, ambos controladores dependen del error y cambio en el error que se actualizan en tiempos de 2 s y 1 s, para temperatura y presión respectivamente, la comunicación con las plantas emplea conversores A/D y D/A, el Fuzzy térmico se analizo con tres referencias de temperatura [50,100 y 150]°C, con un tiempo de subida de 191 s, 360 s y 505 s; error de estado estacionario de 5.5 %, 0.7% y 0.7 %, en el sistema neumático se evalúo la velocidad de cambio entre referencias de 10 psi a 15 psi variando la activación del compresor al inicio de los experimentos, los tiempos de asentamiento que se obtienen son 111 s y 106 s, con el compresor apagado el resultado es de 116 s y 88 s, además de un sobrepaso máximo de 13% con oscilaciones inherentes al tipo sistema que se encuentran en un rango aceptable. 

  • English

    In this project, a Fuzzy control system is proposed in an industrial process training module with two independent systems between them, one thermal and the other pneumatic. The control algorithm is developed in Python language v3.6 executed by a Raspberry Pi B+, both controllers depend on the error and change in error that are updated in times of 2 s and 1 s, for temperature and pressure respectively, communication with the plants uses A/D and D/A converters, the thermal Fuzzy was analyzed with three temperature references [50,100 and 150]°C, with a rise time of 191 s, 360 s and 505 s; steady state error of 5.5%, 0.7% y 0.7%, in the pneumatic system the speed of change between references is evaluated from 10 psi to 15 psi varying the activation of the compressor at the beginning of the experiments, the settling times obtained are 111 s and 106 s, with the compressor off the result is 116 s and 88 s, besides a maximum excess of 13% with inherent oscillations to the type system that are in an acceptable range.