Diseño de un sistema de control predictivo para un proceso industrial de alimentos empleando un PAC

Abstract

La presente tesis está relacionada con la solución de un problema de la industria de alimentos y bebidas como lo es el procesamiento de confitería, específicamente, sobre el proceso de cocción de azúcar. El objetivo específico de la tesis es el diseño e implementación de una estrategia de control predictivo de la temperatura de cocción de azúcar de un proceso industrial de confitería en un PAC (Programmable Automation Controller), en lugar de emplear una PC estándar. Para el logro del objetivo específico, el controlador MPC se diseña a partir del modelamiento del proceso y unas especificaciones técnicas de funcionamiento de control. Para la implementación de la estrategia de control se emplea como hardware un PAC ControlLogix® de la marca Allen-Bradley y se diseña un programa de control utilizando los lenguajes ladder y texto estructurado que contempla una rutina principal y tres subrutinas. Los resultados del funcionamiento del controlador MPC se contrastan con los resultados del funcionamiento de un controlador PID clásico, con las mismas especificaciones de funcionamiento y con el mismo hardware y software. Los resultados de esta contrastación muestran que el funcionamiento del controlador MPC es muy superior al funcionamiento del controlador PID clásico.

This thesis is related to the solution of a problem of the food and beverage industry such as confectionery processing, specifically, about the sugar cooking process. The specific objective of the thesis is the design and implementation of a predictive control strategy for the sugar cooking temperature of an industrial confectionery process in a PAC (Programmable Automation Controller), instead of using a standard PC. To achieve the specific objective, the MPC controller is designed based on process modeling and technical specifications for control operation. For the implementation of the control strategy, a ControlLogix® PAC from Allen-Bradley brand is used as hardware and a control program is designed using ladder languages and structured text that includes a main routine and three subroutines. The results of the operation of the MPC controller are contrasted with the results of the operation of a classic PID controller, with the same operating specifications and with the same hardware and software. The results of this contrast show that the operation of the MPC controller is far superior to the operation of the classic PID controller.