Modelado y control de temperatura en una barra con propósitos didácticos para la asignatura de sistemas control

Abstract

En este documento se desarrolla el análisis, la solución numérica y el modelado, para la transferencia de calor en una barra de cobre. También, se diseña un prototipo para realizar pruebas experimentales, que permita comparar el comportamiento de la temperatura, con soluciones de métodos numéricos. Asimismo, se desarrolla una tarjeta de adquisición para medir la temperatura en el montaje experimental, que simultáneamente es visualizada por medio de una interfaz gráfica para usuario en un computador. En el segundo capítulo de este documento, se realiza un resumen de los conocimientos necesarios para el desarrollo del material didáctico. En el tercero, se describe físicamente el prototipo; de igual forma, se desarrolla el análisis de un método numérico para la solución de la ecuación de la transferencia de calor e igualmente, se diseñan las tarjetas de adquisición y potencia para el control de temperatura en la barra de cobre. Por otra parte, en la cuarta sección se realizan pruebas de simulación numérica y los resultados se contrastan con los del modelo real. También, se utiliza el controlador industrial E5CK como herramienta de aprendizaje para los estudiantes de la asignatura sistemas de control y para finalizar, se redacta un manual de usuario de la operación del prototipo, que se anexa en éste libro.