Control del raspatubos inteligente

Abstract

El presente trabajo expone el diseño realizado para que un dispositivo de inspección de gasoductos pueda cumplir con la tarea adicional de reparación temporal en el sistema de tuberías de transporte de fluidos (raspatubos inteligente), además de la limpieza de la escoria e impurezas existentes. Para ello, se propone integrar, una etapa de limpieza con escobillas (ya existente de manera independiente), y una etapa de reparación (actualmente no existente en el mercado), formando así lo que se denomina "conjunto". Mientras que la solución para la limpieza es pasiva, la solución para cumplir con la tarea de reparación requiere de dos diseños de control, una para controlar la velocidad/desplazamiento del conjunto, y otra para controlar la posición del inyector (cabezal) de la herramienta de reparación (que contiene la substancia de relleno) en un ángulo de la cara interior del tubo. Dado que el desplazamiento original del raspatubos es por la diferencia de presiones existentes entre su frente y su parte posterior, el control de la velocidad y desplazamiento se propone sea efectuado adicionando un agujero intermedio (bypass) que regule el paso del gas, si el bypass está completamente cerrado entonces la diferencia de presión será máxima, así como la velocidad del conjunto, y si está completamente abierta entonces. estará detenido. Para regular ello se propone la utilización de una servoválvula en cada etapa. En este informe se desarrolla el diseño del control de las tres servoválvulas a utilizar. Adicionalmente se desarrolla el diseño del control del motor DC que comanda un engranaje y que posiciona al inyector. El diseño contempla el modelamiento matemático, la simulación y el análisis en Matlab, así como el diseño de control en VHDL utilizando la herramienta Quartus II de Altera.