Modelado de Sistema de Control para la Climatización de un Centro Avícola

Abstract

Este trabajo plantea el estudio de modelado de sistema de control para la climatización de un centro avícola considerando en primera instancia la identificación de la función de transferencia, para posteriormente seleccionar y sintonizar el controlador de temperatura. El trabajo toma como ambiente de estudio base a cuatro galpones de 50 m2 cada uno dedicado a la producción avícola, en el mismo se debe mantener constante los valores de temperatura. Para ello se utilizaron los cálculos para el aporte de calor, se dará por medio de flujo de masa de aire, volumen de la caja calefactora, masa de aire calefactora, calor específico del aire, resistencia térmica, cantidad de aire en la caja, tiempo de llenado de la habitación, capacitancia térmica y cantidad de calor. Con estos parámetros se define la función de transferencia. Para ello se ha usado la metodología de modelo de caja blanca que se define como el procedimiento de modelado basado en las leyes físicas que rigen al proceso. A partir de la función de transferencia con un modelo lineal de primer orden con una ganancia de 166,1152 y una constante de tiempo de 5728,813. Se ha estructurado 4 estrategias de control PID con dinámicas distintas de rapidez y robustez, se opto por un control PI con valores de 0.084203 y 0.557, para la ganancia proporcional e integral, respectivamente. Esto aportó al sistema una dinámica con un tiempo de subida de 691 segundos y un sobreelongamiento de 8.82 % siendo este el único que cumplía con los requisitos operacionales preestablecidos. Se requiere aproximadamente de 3.267 dólares americanos para su implementación con una tasa de recuperación de capital de 3 meses.