Processo térmico multivariável apropriado para controlo por
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1. p k yet eee GATA em u E gt Sar 1 de de REA bes Ta ay AC TAN2. es externas Este componentes s o colocados na parte inferior da placa e podem ser visto em detalhe na figura 2 Figura 2 Detalhe do conjunto resist ncias sensores e ventilador 2 Sensores O sensor de temperatura baseado no sensor digital DS1624 Este pode ser colocado num barramento de dois fios 2 Wire SMBus e assim comunicar com um microprocessador A gama de temperaturas pode ir de 55 C a 125 C em incrementos de 0 03125 C e lida numa palavra digital de 13 bits dois bytes durante a transmiss o 3 O circuito de controlo O controlo do aquecimento das resist ncias efectuado por um microprocessador AT90S2313 da Atmel que modula a largura de um impulso PWM em fun o da pot ncia de aquecimento pretendida O sinal de comando do microcontrolador actua num trans stor BUZ10 que faz a convers o de pot ncia Um LED em s rie com a resist ncia permite uma visualiza o da intensidade do sinal aplicado ver anexo 1 4 Programa Um programa a correr num computador pessoal comunica atrav s da porta serie 25232 com o microcontrolador enviando lhe o valor entre 0 e 100 de PWM pretendido para cada uma das resist ncias e recebendo do microcontrolador o valor da temperatura lida em cada sensor Como se pode observar na figura 3 o quadro principal do programa permite visualizar se a temperatura de cada sensor seguida do PWM aplicado resist ncia respectiva O intervalo de tempo entre cada comunica o com
3. a placa pode ser ajustado no campo presente no canto superior direito do quadro Existem 3 modos de funcionamento do programa Modo manual o valor de PWM enviado o que for escrito manualmente nos campos respectivos Modo File o valor de PWM a enviar lido de um ficheiro de texto previamente carregado na op o File gt LoadU k Este ficheiro pode por exemplo ser gerado no Matlab com n meros aleat rios Modo Controler o Valor de PWM calculado por um controlado baseado em realimenta o de estado com um observador de estado sendo as respectivas matrizes preenchidas na op o Window gt Controler ver figura 4 Na op o File temos a possibilidade de gravar e carregar as matrizes do controlador e na op o Config indica se a dimens o das matrizes de modo a que podemos trabalhar com um observador de ordem completa ou um observador de ordem reduzida Temperature 3 File Config Window Sensor 0 73 60 50 Sample Time ms 2000 Sensor 1 7910 50 Sensor 2 7244 50 Max Samples 123 f 82 2 18544 Start Stop Control Source Manual C File C Controler Figura 3 Quadro principal o Figura 4 Quadro de preenchimento das matrizes de realimentac o de estado e do observador Actuando se no botao Start 0 as comunicac es efectuam se 0 numero de vezes que estiver indicado em Max Samples parando de seguida Durante o funcionamento do sistema podem se visualizar os sinais de PWM aplicados e as
4. Processo termico multivariavel apropriado para controlo por computador Manual de utilizac o Universidade do Porto Faculdade de Engenharia FEUP Faculdade de Engenharia de Universidade do Porto 2002 Ant nio Paulo Gomes Mendes Moreira Paulo Gomes da Costa INDICE Ta Introdu o Be aT 2 75061190168 D S 3i Q oircuito de controlos ORO O 00 Anexo 00 1 Introdu o O sistema descrito neste manual pretende ser um modelo em escala reduzida de um processo t rmico multivai vel como por exemplo um forno de esmaltagem com 3 queimadores de g s Foi desenvolvido para utiliza o durante as aulas laboratoriais de disciplinas que abordem a rea de controlo de processos din micos por computador ou identifica o de modelos discretos de processos din micos O seu aspecto geral pode ser observado na figura 1 Figura 1 Aspecto geral do sistema composto por 3 actuadores que s o resist ncias de aquecimento e 3 sensores de temperatura colocados mesmo por baixo das resist ncias Entre as resist ncias e os sensores existe pequena placa de alum nio com pasta t rmica que favorece a transfer ncia de calor das resist ncias para os sensores aumentando simultaneamente a transfer ncia de calor entre os 3 conjuntos O conjunto ventilado de modo a diminuir se a constante t rmica do conjunto e a influ ncia de perturba
5. temperaturas lidas atrav s de um gr fico vis vel atrav s da 0 Window gt Chart Na figura 5 podemos observar um exemplo em que se aplicou um ruido branco com distribuic o uniforme entre 0 e 100 No final poss vel guardar se num ficheiro de texto todos os sinais de PWM aplicado e todas as temperaturas lidas atrav s da op o File Save Log podendo posteriormente utilizar se estes valores para se identificar um modelo din mico para o processo O m LALALA 8 MEO 1 MM 0 2 4 5 8 1012141618 20 2224 2628 30 3234 3638 40 4244 4648 50 5254 5658 60 6264 6668 707274 7578 808264 8588 90 Figura 5 Gr fico de visualiza o das temperaturas e dos sinais de PWM aplicados Anexo 1 UM 2201 Wt ATROS2913 busto 7 VOUT VIN y e 120 26 JL cs EN D apt S e Y fl 7 mi 2 9 o al nu 9 vo x N v jong QUT 8 IN Pf AMA 1 24 SAS 2 9 1000uf Voc S e d i 1 us us e R10 l 539 Bo de N 2 0 T NI OND ya D 2 LED y 1 VENT E RESIST 9 1 T N A P i iz 3 5 Rev lt RayCode paper di
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