MANUAL DEL USUARIO
1. MENÚS
PRINCIPALES. Menús desplegables para realizar tareas comunes
de Windows y propios de la interfaz, estos menús son: ARCHIVO,
HERRAMIENTAS Y AYUDA.
ARCHIVO:
Abrir: Recupera
información de una determinada planta previamente capturada y almacenada.
Guardar: Almacena
los datos: Entrada de la planta, Salida de la planta y el vector tiempo
capturados por el sistema.
Importar Archivo de
Texto: Permite abrir un archivo en formato código ascii que haya sido escrito
como tres vectores columnas en el siguiete orden: tiempo, entrada, salida. La
columna tiempo lleva implicito el tiempo de mustreo de la captura de lazo
abierto, el vector entrada es la señal tipo escalón que se le aplica a la
planta y la salida es la señal proveniente del transductor de la misma.
Salir de Interfaz: Opción
que ejecuta el abandono del sistema.
HERRAMIENTAS:
Reducir Modelo: Opción que el usuario puede elegir para eliminar polos y/o ceros no dominantes, que se generan cuando existen factores externos como ruido y perturbaciones instantáneas que afectan la captura original de la planta. La reducción del sistema debe ser seleccionada antes de oprimir el botón “Analizar”
Escala: Como se
muestra en la figura 4.1, es una ventana donde se especifica el valor que
multiplicará a cada unidad de voltaje representado en la captura, además de las
unidades que representan, esto le permite al usuario una mejor visualización y
comprensión de lo que se está analizando y/o controlando. Para introducir estos
datos, el usuario deberá verificar la información que le proporcione el
transductor de la planta. Por ejemplo si un sensor de un motor especifica que
por cada voltio proporcionado representa “1000 Revoluciones por Minuto” se
especifica en el Factor de Escala “1000” y en Unidades “RPM”. Estos datos son
mostrados en el eje “Y” del gráfico de la interfaz.
Figura 4.1. Ventana de
captura de datos del factor de escala y las unidades.
Reiniciar: El hardware y el software de la PC/I son llevados
a sus posiciones básicas. Esto corresponde al estado después del encendido del
dispositivo. Todas las salidas son puestas a cero, los rangos de medición
a +10V.
Avanzado: Si el número de muestras son muy pocas, el
modelo probablemente no sea calculado o lo hará con poca precisión. Caso
contrario, si las muestras son muchas
el sistema puede capturar hasta el mas mínimo ruido indeseable de la
planta y llevará una cantidad considerable de tiempo de procesamiento. Su valor
por defecto recomendable son 500 muestras. Con respecto al tiempo de muestreo
de lazo cerrado, si se disminuye mucho, puede que el tiempo de procesamiento de
la PC tarde mas que esto, generando problemas, como que el sistema se bloquee y
hasta cerrar la aplicación (MATLAB). Si el tiempo de muestreo es muy grande,
esto puede hacer al sistema demasiado lento e impreciso, ya que entre muestras
pueden suceder perturbaciones que el sistema no pueda detectar o responder
eficazmente.
Figura 4.2. Ventana de opciones avanzadas.
Puede elegirse el Puerto de Comunicación Serie para la conexión entre la PC y la
PCI por medio del menú desplegable.
AYUDA: Provee
información acerca del funcionamiento y recomendaciones del manejo de la Interfaz Gráfica.
Presenta información del análisis y
determinación de parámetros PID.
¿Como obtener la función de Transferencia?:
Presionar el botón “Analizar” y el proceso de identificación de la planta,
capturada o guardada previamente, se ejecutará dando como resultado la ecuación
que modela matemáticamente al sistema.
¿Como obtener lo Parámetros PID?: Estos parámetros del controlador
PID (Kp = Ganancia Proporcional, Ti = Tiempo Integral y Td
= Tiempo Derivativo) pueden ser calculados con el botón “Determinar”, siempre y
cuando se haya creado previamente una función de transferencia, estos
parámetros podrán ser utilizados en el control de Lazo Cerrado; o si ya se
conocen, introducirlos directamente para proceder a dicho control.
3.
LAZO
ABIERTO: Después de haber conectado PC/I – PC y PCI –
Sensores y Actuadores, energizado los sistemas se procede a establecer los
parámetros que van regir la captura de información de la planta, el botón
configurar muestra la siguiente ventana.
Figura 4.3. Ventana de configuración de parámetros que definen la
captura.
Se recomienda realizar una captura de
información inicial con un tiempo largo y nivel de escalón bajo, esta primer
prueba que no se someta a análisis, observar el tiempo que dure el transitorio
y el nivel máximo de amplitud, luego repetir el experimento ajustando el tiempo
de observación que llegue hasta un poco mas del inicio de la estabilidad, todo
esto para determinar un valor apropiado de el “Tiempo Total del Evento”. Para
el “Nivel del Escalón” elegir un voltaje de entrada de forma que la
salida no se sature (10 V). Se definen también el “Factor de Escala”,
las “Unidades” y el canal de captura y de salida que es el que
proporciona el nivel del escalón. La opción “Reducir Polos y Ceros No
Dominantes” es la misma función de reducir el modelo del menú Herramientas.
Una vez definidos todos
los parámetros, se procede a la captura de los datos presionando el botón “Capturar”.
4.
BOTÓN
DETENER: Ya sea en la captura en lazo
abierto o en el control en lazo cerrado, se dispone de la opción de finalizar
el proceso en curso.
5.
LAZO
CERRADO: Teniendo los parámetros PID, se
procede al control de la planta, especificando
el valor de “Referencia”, que es el valor a alcanzar por la planta, éste
tiene la opción de ser negativa o positiva; por ejemplo, en un motor, un cambio
de signo en este valor representa un cambio de giro. También tiene la ventaja
de ser modificada por una barra deslizante e incluso realizar cambios durante
se esté ejecutando. El botón “Controlar” inicia el proceso del control
en lazo cerrado, durante este proceso se observa información importante como es
la “Variable Controlada” y el “Porcentaje de Error” que es el
valor actual de la planta y la diferencia de éste al valor de referencia,
respectivamente.
6.
FUNCIÓN DE TRANSFERENCIA Y
GRÁFICOS: Si es necesario analizar, en esta área se encuentran
las herramientas matemáticas indispensables en Control Automático como:
gráficos y la función de transferencia, aplicables a los datos de la planta que
han sido capturados por la PCI y procesados. El botón “Analizar” ejecuta
los gráficos seleccionados y la función de transferencia. No se tendrá acceso
si antes no se ha efectuado la captura de los datos o abierto un archivo
guardado.
7. ESTADO: Para
conocer las condiciones del sistema y dar indicaciones importantes al usuario
de la ejecución del programa, se ha reservado un área denominada “Estado”.
8. FILTRAR: En los
datos capturados, pueden existir señales indeseables como ruido; éste puede ser
eliminado utilizando este filtro. El uso indebido de esta herramienta puede
ocasionar cálculos erróneos. A continuación se detallan las recomendaciones
para su buen uso:
a. Realizar
la captura de la planta.
b. Ejecutar “Analizar”
incluyendo el gráfico del Escalón.
c. Comparar el
gráfico del Escalón con el gráfico de los datos capturados.
d.
Si los gráficos concuerdan, este será el mejor modelo,
si no,
e. Aplicar el
filtrado una vez y repetir paso b.
9. BOTON SALIDA: Si se
desea abandonar la Interfaz Gráfica, presione este botón.
10.
VENTANA DE VISUALIZACIÓN. El área
donde se grafican los datos que se van adquiriendo tanto para lazo abierto como
en lazo cerrado, con sus debidas unidades. En lazo abierto el eje del tiempo
“X” es una ventana definida por el “Tiempo Total del Evento” mientras que en lazo cerrado es una ventana
donde el eje “X” se refresca cada 250 segundos1;
el eje “Y” es autoajustable para ambos casos.
·
El
programa no responde cuando se ha oprimido el botón configurar o se trata de
reiniciar:
La PCI envía un mensaje de presentación en
código ASCII cada vez que se enciende, este código puede crear conflictos con
la interfaz. Si se tiene este problema, la forma de solucionarlo es que antes
de correr la interfaz se descargue el código en la hiperterminal de windows, y
no se vuelva a apagar la PCI, solo se desconecta de la hiperterminal y se corre
la aplicación.
·
El
programa no responde o deja de responder cuando esta en lazo cerrado:
Incrementar el tiempo de muestreo en la ventana
de “Avanzado” del menú herramientas.
·
Se
produce un error al analizar :
Incrementar el número de muestras antes de
efectuar la captura, en la ventana de “Avanzado” del menú herramientas.
·
Valores
infinitos(inf) o no numéricos (Nan) o errores al determinar parámetros PID:
Verificar que el escalón producido por el
modelo vaya acorde con los datos de captura si no lo es varíe el filtro hasta
encontrar uno que corresponda.