Modelación y control de sistema de refrigeración en una planta experimental

Abstract

La tesis tiene como objetivo desarrollar una estrategia de control avanzado que permita realizar un adecuado enfriamiento y, a la vez, optimizar el consumo de energía eléctrico en comparación a los controles clásicos. Para ello, se propone el desarrollo de un modelo matemático del proceso de refrigeración por compresión de vapor, basado en ecuaciones de primeros principios y, además utilizando data experimental, que represente de forma aceptable la dinámica del proceso de enfriamiento. Por otro lado, a partir de los modelos obtenidos se han diseñado diferentes estrategias de control, como el control clásico PID y estrategias de control avanzado como el Generalized Predictive Control (GPC) y Model Predictive Control (MPC) con variables de estados. Las técnicas de control han sido implementadas en una planta experimental del Laboratorio de Sistemas Automático de Control (campus Piura de la Universidad de Piura) en tiempo real, con lo cual, se observa que las metodologías de control avanzado ofrecen mejor performance en el seguimiento de temperatura y del comportamiento de las variables manipulables que favorecen un menor desgaste del compresor. De esta forma, el algoritmo de control desarrollado busca favorecer a las pequeñas y medianas empresas, así como también a asociaciones de productores que cuentan con cámaras de refrigeración en sus instalaciones. Cabe mencionar que el sistema de refrigeración es una de las principales fuentes de consumo energético en una industria que cuenta con cadena de frío para la conservación de sus productos.