Diseño y construcción de un sistema de control de temperatura y caudal para un sistema de bombeo de agua.

Se realizó el diseño y construcción de un sistema de control de temperatura y caudal para un sistema de bombeo de agua. Para el desarrollo del presente trabajo se investigo acerca de los conversores AC/AC, configuración y lenguaje de programación de la placa Arduino, dispositivos electrónicos, comunicación serial entre la placa Arduino y el software Matlab además para implementar el sistema de control automático se utilizó una placa de circuito impreso reprogramable Arduino, la misma que se encarga tanto de la recepción de las señales generadas por los sensores como del envió de señales para el accionamiento de actuadores. Para medir las variables físicas de caudal y temperatura se empleó un sensor de caudal y un termistor NTC, como un medio de activación de las resistencias de calentamiento se utilizó tiristores TRIAC. Una vez determinados los elementos mediante la IDE de Arduino, se efectuó la programación de los conversores AC/AC denominados: control ON OFF, control de ángulo de fase y control Chopper, los mismos que determinan los cortes que se debe efectuar en las ondas de corriente alterna para de esta manera encender o apagar las resistencias de calentamiento. Posteriormente para sintonizar el sistema de control de temperatura en cada conversor AC/AC se adquirieron los valores de temperatura mediante el software Matlab, el mismo que determino la función de transferencia del sistema y mediante sus herramientas de simulación y sintonía “PID Tuner/Matlab” obtenemos los valores de Kp, Ki y Kd, que representan las constantes del control proporcional integral derivativo; el mismo que será el encargado de mantener el valor de la temperatura acorde a la que se necesita. Para identificar la técnica de control que genera un rendimiento óptimo se realizó una comparación entre los conversores AC/AC con sus respectivos controladores PID. Una vez efectuada la comparación de los conversores AC/AC se pudo comprobar que el controlador de fase directa genera mayor eficiencia que el controlador ON OFF. Previo a la manipulación del módulo se recomienda una correcta familiarización del uso de todos los elementos que se ha utilizado en el desarrollo de este trabajo.The design and construction of a temperature and flow control system for a water pumping system was performed. For the development of this work was investigated about AC/AC converters, configuration and programming language of the Arduino board, electronic devices, serial communication between the Arduino plate and Matlab software in addition to implement the Automatic control system using a reprogrammable Arduino printed circuit board, the same one that is in charge of the reception of the signals generated by the sensors and the sending of signals for the actuators drive. To measure the physical variables of flow and temperature, a flow sensor and a NTC thermistor were used, as a means of activating the heating resistances TRIAC thyristors were used. Once the elements were determined using the Arduino IDE, the programming of the AC/AC converters called: Control ON OFF, Phase angle control and Chopper control were performed. The same ones that determine the cuts that must be carried out in the alternating current waves in order to turn on or off the heating resistors. Subsequently, to tune the temperature control system in each AC/AC converter the temperature values were acquired using Matlab software, The same that determines the function of transfer of the system and by means of its tools of simulation and symphony "PID Tuner/Matlab" we obtain the values of Kp, Ki and Kd, that represent the constants of the integral proportional control derivative; the same that will be in charge of maintaining the value of the temperature according to what is needed. In order to identify the control technique generated by optimum performance, a comparison was made between the AC/AC converters with their respective PID controllers. Once it was realized comparing the AC/AC converters It was possible to verify that the direct phase controller generates higher efficiency than the ON-OFF controller. Before to the manipulation of the module a correct familiarization of the use of all the elements that has been used in the development of this work is recommended