Implementación de un controlador MVR2 para el control de temperatura y de presión de un autoclave para la esterilización de material médico quirúrgico

Date
2018
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Politécnico Colombiano Jaime Isaza Cadavid
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Este trabajo de grado se realizó con el interés de construir un prototipo de autoclave para la esterilización de material médico quirúrgico e implementar un algoritmo de control MVR2 y un PI por sintonización Ziegler Nichols para el control de temperatura y presión al interior de la autoclave. Inicialmente se parte de investigar y validar el comportamiento que presentan las autoclaves para la construcción adecuada del prototipo. Se utiliza como instrumento para medir la temperatura un termopar tipo k el cual determinara la temperatura al interior de la autoclave, un transmisor de presión con un rango de medida de 0 a 100 PSI, una resistencia eléctrica de inmersión de 700 W con alimentación de 110 VAC, una válvula solenoide de 110 VAC que ejercerá su función como elemento final de control para regular la presión al interior de la autoclave, una válvula de seguridad ajustada a 40 PSI, manómetro indicador de presión, una válvula de bola para el drenaje del agua contenida en la autoclave, relé de estado sólido para la conmutación, modulo MAX 6675K y una tarjeta Arduino para la adquisición de los datos; La estructura diseñada para la autoclave posee forma cilíndrica construida en acero inoxidable ideal para ambientes con rigurosos controles de higiene. Una vez realizada la construcción de la autoclave se procede a desarrollar la identificación del sistema haciendo uso de la tarjeta Arduino y el software LABVIEW® previamente cargado con un programa que permitirá almacenar los datos para posteriormente determinar la aproximación del sistema a un modelo de primer orden, tanto para la presión como para la temperatura, llevando a cabo este procedimiento mediante el método de curva de reacción. Una vez obtenidos los modelos se procede a realizar el cálculo de los controladores PI y MVR2 para la implementación en la planta y realizar las pruebas correspondientes al proceso de esterilización; dicha implementación se realizara en el software LABVIEW® el cual hará el control en tiempo real de las variables8temperatura y presión asociadas a la planta y por medio del diseño de la interfaz se mostrara constantemente la respuesta del sistema y sus variables a controlar durante todo el tiempo que dura el proceso. Finalmente como resultado de los controladores implementados en el prototipo de la autoclave se procede hacer un análisis comparativo entre los controladores PI y MVR2 haciendo uso del criterio integral de error cuadrático (CIEC), criterio integral de error absoluto (CIEA), criterio de error cuadrático integral por el tiempo (CECIT), criterio integral del producto de error absoluto por tiempo (CIEAT), respuesta temporal, esfuerzo de control. Se evidencia que los resultados obtenidos de manera simulada difieren mucho con los resultados obtenidos en la panta real, ya que el controlador MVR2 fue el que presento mejor desempeño en la simulación sin embargo en su implementación real no se comportó como se esperaba, por lo tanto fue el controlador PI el que presento mejores resultados.
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Termoregulación. Autoclaves. Algoritmos de control. Controladores MVRZ.
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