Modernizaci?n del m?dulo de control de nivel, con transmisor de nivel ultras?nico, plc s7-1200 y pantalla hmi, para el control de las variables: nivel y flujo

Abstract

El presente trabajo de investigaci?n, describe la implementaci?n y configuraci?n del m?dulo did?ctico de control de nivel del Laboratorio de Control de la Universidad Ricardo Palma, para el control, medici?n y monitoreo de las variables nivel y flujo, a partir de los nuevos equipos adquiridos, como el transmisor industrial de nivel ultras?nico, PLC S7 1200, pantalla HMI y m?dulos de entrada y salida an?loga para S7 1200, aplicando para esto una estrategia de control en cascada y con ello lograr el control del nivel de agua del tanque principal; as? tambi?n lograr el control y monitoreo a trav?s de la pantalla HMI, utilizando tambi?n la nueva aplicaci?n incorporada que es el servidor web con que cuenta el PLC. Se elabor? el esquema de conexi?n de los diferentes equipos y m?dulos a utilizar; luego se eligi? los par?metros necesarios de configuraci?n, de los equipos con protocolo HART para su correcto funcionamiento; seguido se analiz? la programaci?n en el nuevo software tambi?n adquirido con los equipos el cual es el STEP 7 BASIC V.14, donde se plasm? el esquema el?ctrico, luego se procedi? con el escalamiento de las se?ales anal?gicas; se realizaron varias pruebas de sintonizaci?n con los par?metros de control PID de la variable nivel y flujo, los cuales fueron ingresados en la ventana de configuraci?n de cada uno de ellos, habilitando la activaci?n de entrada manual para ingresar nuevos valores en reemplazo a los iniciales por defecto del programa, con el fin de obtener una respuesta m?s pr?xima al punto de consigna. La mejor respuesta del proceso se obtuvo con un procedimiento de prueba y error, comenzando con el lazo primario y continuando con el lazo secundario, y partiendo de la proporci?n de ganancias proporcionales de 1:4. De esta manera, los mejores valores de sintonizaci?n alcanzados son los siguientes: Controlador Primario: Ganancia Proporcional Kp=0.25, Constante Integral Ki=10.31 y Constante Derivativo Kd=0. Controlador Secundario: Ganancia Proporcional Kp=2.5, Constante Integral Ki = 0 y Constante Derivativo Kd=0.