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Diseño e implementación de un controlador PID de temperatura para un sistema dinámico térmico de un silo secador de café de dos pisos

Resumen

El proyecto se enfoca en automatizar el control de temperatura en un silo secador estático de dos niveles regulando el flujo de biomasa hacia el quemador. En la fase inicial, se seleccionan componentes eléctricos y electrónicos con precisión, considerando requisitos eléctricos, restricciones presupuestarias y disponibilidad. Luego, se procede al montaje de la caja de control. Posteriormente, se aborda la modelación matemática de la variación de temperatura utilizando una metodología de "caja negra" que resulta en una ecuación resultante. Se lleva a cabo la modelación con tres enfoques diferentes para comparar y determinar la mejor opción del controlador. La sintonización del controlador se realiza mediante la técnica del "lugar geométrico de las raíces", que se revela altamente eficaz en el desarrollo del diseño. Se establecen requisitos críticos de diseño, como un tiempo de establecimiento menor a 1200 segundos y un porcentaje de sobrepaso inferior al 5%. La validación del controlador se efectúa a través de dos pruebas significativas. En la primera, se utiliza un solo punto de referencia para evaluar el rendimiento del controlador, mientras que en la segunda se establecen dos puntos de referencia para demostrar la capacidad del controlador de alcanzar temperaturas más altas que las originalmente sintonizadas. Como resultado, se observa una reducción sustancial en el tiempo de secado, pasando de 10-12 horas a 7-8 horas, lo que refleja una mejora notable en la eficiencia de la producción de secado.