Ingeniería en Instrumentación y Control
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ItemImplementación de un módulo fotovoltaico en el laboratorio del Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid(Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2023) Gómez Álvarez , Juan David; Cardona Cardona , Jorge William; Cuellar Guarnizo, Jairo AlbertoCada vez se avanza más en el cambio de generar energía, por otros modelos más amigables con el ambiente, como la energía eólica, solar y algunas sinergias de estas, algunas potencias mundiales tienen una gran infraestructura para desarrollar estas nuevas tecnologías, en Colombia el avance en este tema es lento, esto se debe en parte a los recursos hídricos que aún tiene el país, pero que dado el momento serán escasos, el cambio de conciencia a potencializar la radiación solar relativamente estable en nuestro país, es pertinente atender la demanda con relación a la energía fotovoltaica, este trabajo de grado tiene precisamente una solución a una necesidad que se presenta en el laboratorio de control con respecto a este tema, con apoyo en la tecnología vigente, con equipos de alta eficiencia y que de otra manera sea el insumo para que los estudiantes conozcan cómo funciona esta generación de energía tomando como base la radiación solar, que se potencialice a otras aplicaciones, generación de industrias, movilidad sostenible, hogares auto sostenibles, generando un valor agregado al reducir significativamente la contaminación ambiental y aportar al cuidado de las fuentes de agua y las reservas naturales.- ItemPrácticas industriales aguas nacionales EPM(Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2023) Duarte Hernández , Esneyder; Cuellar Guarnizo, Jairo AlbertoEn este informe se habla de las principales funciones a realizar por el practicante Esneyder Duarte Hernández en la empresa AGUAS NACIONALES EPM, la cual opera la planta de tratamiento de aguas residuales PTAR Aguas claras, ubicada en el municipio de Bello. Se hablará de las actividades realizadas en el área de instrumentación y control, de los diferentes y principales procedimientos que se realizan para tener un correcto funcionamiento en la parte instrumental de la planta, también se habla de algunos de los instrumentos, bombas, actuadores, válvulas, etc., a los que se les procede a realizar verificación, mantenimiento y calibración en la planta, así como los procedimientos preventivos y correctivos a realizar para tener una optimización del proceso.
- ItemImplementación de un manipulador vertical electroneumático de carga con controlador PID mas filtro de media móvil para pesos variables(Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Gallego Builes, Sara María; Ruíz Álzate, Juan Camilo; Maya Londoño , David; Urdinola Restrepo , ÁlvaroEn el presente trabajo se presenta el diseño y la implementación de un sistema manipulador electro neumático vertical para cargas variables con un controlador PID más filtro de media móvil, el sistema antes mencionado consta de un actuador neumático, una celda de carga tipo S encargada de enviar la señal correspondiente al peso que va a ser levantado, un PLC S7-1200 que enviará la señal de control a una válvula transductora y esta a su vez enviará la señal análoga al actuador neumático para sostener dicho peso. Para hallar el modelo de la planta se utilizó inicialmente la ecuación de la fuerza (segunda ley de Newton), incluyendo la ley universal de los gases y las constantes de la válvula y el cilindro utilizados para la implementación del prototipo, seguido a esto se propuso hallar los parámetros del controlador PID mediante el método de sintonización de Ziegler – Nichols, en este punto se trato primero de llevar el modelo de tercer orden a uno de primer orden con retardo mediante el toolbox identi de matlab y de esta manera obtener los valores correspondientes al tiempo integral, tiempo derivativo y ganancia, este paso no se pudo llevar a cabo debido a que las aproximaciones no se podían dar, ya que el sistema en lazo abierto no es estable por la acción del polo en el origen, por esta razón se hizo uso del segundo método de sintonización de Ziegler – Nichols que corresponde a hacer que el sistema tenga unas oscilaciones sostenidas y de esta forma, valiéndose de la ganancia que genera las oscilaciones en el sistema y el periodo entre picos se lograran hallar los parámetros del controlador, obteniendo como resultado el controlador PID para el sistema, además de esto se buscó un controlador adicional que satisficiera el correcto funcionamiento de la planta, para esto se diseñó un controlador – observador de orden completo, el cual a pesar de no tener relación directa con un PID deja una idea clara de cómo controlar el proceso para brindar recomendaciones para posteriores implementaciones, paso seguido se realizó el filtro de media móvil deseado para que el sistema tenga un retardo en su accionamiento y se eviten accidentes por la velocidad del desplazamiento del actuador.8Se diseñó el prototipo virtual y de este se pasó al prototipo físico, programando inicialmente el PLC a utilizar con los parámetros hallados para el controlador PID más su filtro de media móvil, mediante el software TIA V13, se realizaron las pruebas para que este cumpliera con la función para la cual fue diseñado, lo cual no fue posible debido a que la ganancia era muy pequeña para lograr cambios en el sistema por lo que se realizaron ajustes en los parámetros del controlador y de esta forma el prototipo funcionó correctamente
- ItemImplementación de un sistema automático para dispensar frutas(Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Romero Gaspar , Jaime Humberto; Henao Henao , Carlos Alberto; García Jaimes , Luís Eduardo; Urdinola Restrepo , ÁlvaroEn este trabajo se presenta la descripción para la implementación de un sistema automático para dispensar frutas, haciendo uso de la plataforma Arduino MEGA. Se inicia con la realización de una investigación en el mercado local a través de encuestas, para identificar cuáles son las frutas de mayor consumo y la forma de distribución de éstas, para luego ser utilizadas en el prototipo, se identifica frutas de contextura esférica con cierta tolerancia como los aguacates y mangos. Posteriormente se presenta el diseño de un sistema electromecánico que genera el desplazamiento de las frutas de forma adecuada, sin maltratarlas, con la ayuda de un servomotor para generar el movimiento, diseñado inicialmente con materiales maleables como el cartón que permitan la modificación de la estructura hasta llegar al objetivo final de movimiento preciso; Además un sistema de refrigeración que permite conservación por más tiempo, mediante la adaptación de una nevera minibar con un sistema de celdas de peltier; También se desarrolla un programa de automatización bajo lenguaje C utilizando un microcontrolador con una interface usuario-máquina, para visualizar y validar el dinero ingresado, el cual es de forma exacta, debido a que el sistema de pago no realiza la devolución del dinero por su tamaño y tecnología, también cuenta con unos procesos de entrega garantizada en los cuales se determine que no está apto para la venta del producto, así como un sistema electrónico de potencia adaptado al sistema electromecánico de entrega de la fruta. Finalmente se realiza el proceso de validación de entrega del producto con la ayuda de un display con tecnología I2C que indique que el procedimiento ha terminado.
- ItemDiseño e implementación para un sistema de viga y bola utilizando un controlador con observador de estados de orden reducido(Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid, 2016) Cadavid Álzate , Jorge Daniel; López Giraldo , Juan Camilo; García Jaimes , Luís Eduardo; Urdinola Restrepo , ÁlvaroEn este trabajo se presenta el diseño de una planta inestable de tipo bola y viga, utilizando como controlador un observador de estados de orden reducido, para implementar el controlador es necesario garantizar una rápida velocidad de logre estabilizar la bola en el punto de referencia deseado. El trabajo inicia con el desarrollo e implementación del prototipo realizando la descripción de cada uno de los elementos que la comprende, desde la parte mecánica como la parte electrónica, finalizando con su funcionamiento detallado. Una vez elaborado el prototipo en óptimas condiciones el paso a seguir es obtener un modelo aproximado del sistema que permita diseñar los controladores, al ser una planta inestable no se puede identificar por métodos paramétricos o no paramétricos, debido a esto se procede a encontrar un modelo por medio de leyes físicas fundamentada esta teoría en las ecuaciones de Euler LaGrange, de esta manera asegurar que el modelo resultante es válido e iniciar el proceso de adaptar la planta, generando parámetros los cuales deben garantizar una buena ejecución del control en el sistema por medio de la ley de control. Luego se procede a diseñar las controladores, para el trabajo se utilizó un observador de estados de orden reducido con la intensión de proponer un controlador avanzado no visto durante el programa académico, estimando de forma permanente el error del sistema y su estabilización, luego de obtener la estabilización del sistema, se procede a implementar un controlador clásico conocido como PID, ambos desarrollados en el software LabView®, donde se desarrolla la parte de control contemplando una interfaz gráfica para obtener la respuesta en tiempo real y permitir la manipulación del sistema. Por último se procede a comparar los controladores por medio de las métricas del error con el fin de obtener un resultado sobre la respuesta y el esfuerzo de control de cada controlador sobre la planta prototipo.