Desarrollo de un Entorno Virtual para Simulación de un Proceso Hidráulico de 4 Tanques Acoplados

Abstract

El objetivo principal es desarrollar un Entorno Virtual de Simulación para un proceso MIMO no lineal de 4 tanques acoplados con fines educativos para realización de experiencias de laboratorio prácticas, el cual posibilite flexibilidad de configuraciones y se encuentre basado en software libre. Para cumplir con este objetivo, en primer lugar se realiza el estudio de la simulación de sistemas en lo relacionado a procesos con tanques acoplados, esto con la finalidad de definir las herramientas software adecuadas para el desarrollo del Entorno Virtual de Simulación. Luego, se hace una revisión teórica del modelado para procesos no lineales de 4 tanques acoplados en distintas configuraciones para la elección del modelo a implementar en la simulación. El entorno de Simulación se desarrolla en lenguaje Java bajo el esquema MVC (modelo – vista - controlador) que incluye la implementación del modelo del proceso elegido, y de la interfaz visual agregándole flexibilidad en las configuraciones a obtener mediante la modificación de parámetros. Se desarrolla un controlador clásico PID para el control de las alturas de los tanques inferiores con la variación de la apertura de las bombas. Finalmente se proporciona al entorno de la capacidad de integración con Matlab/Simulink como una forma de potencializar las capacidades del mismo. Para tal fin se implementa un controlador en Matlab integrándolo con el entorno de simulación. Para validar el funcionamiento del desarrolla en Java se realizaron pruebas de comparación con datos de simulación de una implementación en Matlab/Simulink, obteniéndose resultados muy similares. Adicionalmente se realizan pruebas con el entorno desarrollado para comprobar su correcto funcionamiento ante diversas situaciones.