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

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dc.contributor.advisorBorras Pinilla, Carlos
dc.contributor.advisorEsteban Villegas, Helio Sneyder
dc.contributor.authorGómez Gutiérrez, Sergio Andrés
dc.contributor.authorSantos Calderón, Iván Dario
dc.contributor.evaluatorAmaris Castilla, Carlos Fidel
dc.contributor.evaluatorQuiroga Mendez, Jabid Eduardo
dc.date.accessioned2023-11-03T15:48:01Z
dc.date.available2023-11-03T15:48:01Z
dc.date.created2023-11-02
dc.date.issued2023-11-02
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThe project focuses on automating temperature control in a two-level static drying silo by regulating the flow of biomass to the burner. In the initial phase, electrical and electronic components are selected precisely, considering electrical requirements, budget constraints and availability. Next, the control box is assembled. Subsequently, the mathematical modeling of temperature variation is addressed using a "black box" methodology that results in a resulting equation. Modeling is carried out with three different approaches to compare and determine the best controller option. Controller tuning is performed using the “root locus” technique, which is found to be highly effective in design development. Critical design requirements are established, such as a settling time of less than 1200 seconds and an overshoot percentage of less than 5%. Controller validation is carried out through two significant tests. In the first, a single benchmark is used to evaluate the performance of the controller, while in the second, two benchmarks are established to demonstrate the controller's ability to achieve higher temperatures than originally tuned. As a result, a substantial reduction in drying time is observed, going from 10-12 hours to 7-8 hours, reflecting a notable improvement in the efficiency of drying production.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/15131
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectControl
dc.subjectTemperatura
dc.subjectSintonización
dc.subjectsilo secador
dc.subjectvariador de voltaje
dc.subjectcaja negra
dc.subjectlugar geométrico de las raíces
dc.subject.keywordControl
dc.subject.keywordTemperature
dc.subject.keywordTuning
dc.subject.keyworddryer silo
dc.subject.keywordvoltage converter
dc.subject.keywordblack box
dc.subject.keywordroot locus
dc.titleDiseño e implementación de un controlador PID de temperatura para un sistema dinámico térmico de un silo secador de café de dos pisos
dc.title.englishDesign and implementation of a PID temperature controller for a dynamic thermal system of a two-story coffee drying silo
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Mecánica