Control de Intercambiador de Calor

Ing. Guillermo Rafael PeyDirector: Esp. Ing. Alejandro Celery

Carrera de Especialización en Sistemas EmbebidosMayo 2017

En qué consiste...

Físicamente un intercambiador de calor es un radiador diseñado para transferir calor entre dos fluidos, o entre la superficie de un sólido y un fluido en movimiento.

Figura 1: Intercambiador de calor a contracorriente

FC

FHEn este caso de contraflujo, es un equipo en el que un flujo de líquido caliente entra desde la izquierda y transfiere el calor a través de una tubería a un líquido frío que fluye en sentido opuesto

Control + sistema embebido

En este caso se pretende que el flujo frío mantenga la temperatura y el caudal de salida, a valores prefijados. Y que el sistema embebido con su control , adapte la velocidad del flujo de calefacción para mantenerlo en forma constante a pesar de las perturbaciones que pueda tener el sistema .

Este sistema de control se desarrollará en una plataforma embebida EDU-CIAA utilizando conceptos teóricos y prácticos, ya aprendidos en la carrera de Sistemas Embebidos.

Identificación de los interesados

Rol Nombre y Apellido

Auspiciante Guillermo Rafael Pey

Cliente Ing. Carlos Godfrid

Responsable Guillermo Rafael Pey

Colaboradores Ing. Yuchen Zhao

Orientadores Esp. Ing. Alejandro Celery

Usuario Final Alumnos y docentes de Automatización y Control

Propósito del proyecto

Sentar las bases de un desarrollo de control en un sistema embebido, como plataforma de trabajo para alumnos y docentes del EGRIET, dónde se puedan analizar la implementaciones de un control multivariable para un intercambiador de calor a contraflujo.

Alcance del proyecto

● Un programa dentro de una plataforma embebida que realice el control de un intercambiador de calor, desarrollado para la Maestría en Automatización y Control Industrial del EGRIET al facilitarles a alumnos y docentes, el software para realizar demostraciones de control.

● Simulación de las entradas y salidas del intercambiador de calor, con electrónica de baja complejidad.

● Se utilizará la plataforma EDU-CIAA para embeber este proyecto.

No incluye:

● No se utilizará ninguna otra plataforma a excepción de la EDU-CIAA.

Requerimientos

Funcionalidad:

1. Tomar valor simulado de dos (2) termocuplas del fluido a enfriar que corre en un sentido.

2. Tomar valor simulado de dos (2) termocuplas del fluido a contracorriente.3. Tomar valor simulado de dos (2) caudalímetros.4. Indicar la velocidad a la que debe llevar 2 bombas.5. Alarma de fuera de rango.

Requerimientos

Programación:

1. Se debe poder establecer previamente el SetPoint.

Software:

1. Se deberá ajustar la salida automáticamente a cualquier perturbación ajustándose a los valores esperados

Diagrama de Activity On Node1.1

t=30 hs

2.1

t=30 hs

1.2

t=8 hs

2.2

t=40 hs

2.3

t=20 hs

INICIO20/07/17

FIN27/10/17

1.3

t=8 hs

3.1

t=70 hs

4.1

t=25 hs

5.1 Integración del sistemat=40 hs

5.2 Ensayo del sistema completo

t=20 hs

6.1 Test global del sistema completo

t=30 hs 7.4

t=40 hs

7.1

t=15 hs

7.2

t=20 hs

7.5

t=10 hs

2.4

t=70 hs

2.5

t=30 hs

3.2

t=40 hs

3.3

t=25 hs

4.2

t=10 hs

4.3

t=8 hs

6.2 Registro de verificaciones

t=10 hs

7.3

t=10 hs

Diagrama de Gantt

Gestión de riesgos: Riesgos

● Riesgo 1: Subestimar la duración de las tareas.● Riesgo 2: Dificultad en pasar del código de MatLab a C/C++.● Riesgo 3: Imprevistos académicos o laborales que impidan cumplir con

las jornadas previstas en el calendario.● Riesgo 4: Pérdida o destrucción del hardware.● Riesgo 5: Pérdida o daño de los archivos del proyecto.

Gestión de riesgos: Tabla de gestión de riesgos

Gestión de riesgos: Mitigación

● Riesgo 1: Se tratará de asignar horas extras no planificadas adelantando las etapas del proyecto, para garantizar que se llegará al objetivo.

● Riesgo 2: Se pedirán opiniones externas al encontrar dificultades que puedan hacer demorar alguna etapa del proyecto.

● Riesgo 4: Previsión de compra extras o Redundancia de componentes críticos.● Riesgo 5: Repositorio remoto, y backups periódicos.

Gestión de la calidad

1. Funcionalidada. Verificación: Se comprobará de forma separada, que todos los componentes

sean compatibles a los voltajes y usos a que serán utilizados.b. Validación: Se realizarán, conforme a cada componente, las pruebas unitarias y

se documentarán.2. Programación

a. Verificación: Se verificará el modo de programación a través del diseño.b. Validación: Se realizará a través de las pruebas y se documentará.

Gestión de la calidad

3. Software.a. Verificación: Realizando revisiones al código en búsqueda de condiciones no

contempladas que puedan llevar al equipo a fallar.b. Validación: Que el valor de las variables de salida del control sean estables al

SetPoint pese a las perturbaciones que se le realicen, y de irse de rango controlable, lo indique con una alarma.

4. Hardware.a. Verificación: Se realizarán análisis de las hojas de datos, y se verificará que las

pruebas se realicen en las condiciones normales de uso de la placa.b. Validación: Solo se trabajará con los elementos buscando las condiciones más

favorables para todos los componentes.

FINMuchas Gracias!!

Preguntas...?