Diseño de un controlador pid digital usando microprocesador

Abstract

El uso del Control Automático se ha hecho prácticamente imprescindible en cualquier diseño de ingeniería. Lo que como es lógica consecuencia, ha dado como resultado que en la industria tenga una gran aplicación como la metalúrgica, Procesos Químicos, Industria bélica, etc. En el presente trabajo se presenta una aplicación del microprocesador para el diseño de un controlador proporcional, integral y derivativo (PID), el mismo que es muy utilizado en los sistemas de control industriales. Para lo cual se ha desarrollado un algoritmo a partir de la ecuación diferencial del regulador PID. Donde la parte integral se ha aproximado por la suma de áreas rectangulares, la parte derivativa, por la ecuación de diferencia. Dicho algoritmo ha sido programado en lenguaje de máquina, utilizando el programa principal varias subrutinas, siendo estas la de suma, resta, multiplicación con punto decimal flotante. Dentro de los alcances del presente trabajo está la presentación de una metodología para el diseño de controladores PID usando microprocesador, sin intentar mostrar una solución óptima. Dadas las restricciones de disponibilidad de componentes electrónicos, sobre todo, de la familia Motorola en nuestro medio. Para este tipo de trabajos no se ha llegado a realizarse la implementación física, pero se espera que en un futuro próximo se dispondrá en nuestro medio más información y disponibilidad de dichos componentes, lo que permitirá implementar este y otros diseños, más complejos y sofisticados. Modernamente, el microprocesador es empleado como elemento de control digital en tiempo real, el mismo que constituye el CPU de un sistema microcomputador. La importancia fundamental del uso del microprocesador para este tipo de control radica en que este brinda un ahorro considerable en la lógica digital cableada (Hardware), a cambio de una relativa complejidad en la programación, es decir, Software. El desarrollo del presente trabajo se ha hecho por capítulos atendiendo a una secuencia lógica y didáctica, la misma que es como sigue: En el Capítulo I, se presenta el fundamento teórico que contempla la clasificación de los sistemas de control realimentado industriales y los diferentes métodos para el análisis del control digital. También, se presenta una introducción breve sobre el microprocesador. En el Capítulo II, se presentan las consideraciones para el uso del microprocesador en sistemas de control. En el Capítulo III, se presenta la deducción del algoritmo a implementarse, finalmente. En el Capítulo IV, se presenta la programación y aplicación del controlador PID, mostrando los programas a utilizarse.