Diseño y construcción de un regulador proporcional-integral derivativo de temperatura

Abstract

El presente trabajo muestra los diferentes pasos que se han llevado a cabo para realizar el diseño de un regulador Proporcional - Integro - Descriptivo (PID) de temperatura. Un regulador de este tipo es aquel que da una señal de corrección a un proceso (en este ceso un horno) en base a la información que recibe do un sensor: magnitud, velocidad duración del error. En general este regulador ha sido diseñado pensando en utilizar como elemento final una resistencia calefactora (para un horno eléctrico), pero, la señal de corrección que entrega la salida del amplificador PID puede ser utilizado con otros diferentes elementos finales de control (ej.; abertura de válvulas de combustible, controles de posición, controles lineales, etc. Para esto solamente se necesita agregar un circuito sencillo de adaptación. El trabajo se inicia con una descripción general en donde se muestra el diagrama de bloque y se dan las especificaciones del regulador obtenido. Luego, se analizan 2 diferentes tipos de sensores de temperatura: Termocuplas y termistores; se estudian y diseñan los circuitos de amplificación, compensación y linealización necesarios para cada caso, para obtener una tensión de nivel suficientemente alto y con baja impedancia de salida. Prosigue el trabajo con explicaciones teóricas de las diferentes partes de un regulador en sí: circuito de referencia, amplificador de desviación, amplificador de control propiamente dicho. Luego sigue lo. peste correspondiente al circuito de potencio adecuado para manejar una resistencia calefactora por medio de un switch estático. En todas estas partes se dan los criterios y cálculos necesarios para obtener los valores de los componentes que formarán el circuito final. A continuación, se diseñan las fuentes de alimentación estabilizadas y se muestra el diagrama del circuito impreso que se usó para la construcción de este regulador. Después se dan loa criterios teóricos y prácticos necesarios para adaptar el regulador, a proceso específico. 3sto se hace en base al comportamiento real del proceso a controlar. Después, se da el listado de componentes, el presupuesto, etc. Finaliza el trabajo con las conclusiones obtenidas al finalizar el estudio, y con la bibliografía utilizada o. lo largo de él.