Control de Humedad

Introducción

Muchos procesos industriales como los textiles,

madereros o químicos son muy sensibles a la

humedad, por esta razón es necesario controlar

la cantidad de vapor de agua presente en estos

procesos.

Definiciones de Humedad

Humedad Ambiental: Cantidad de vapor de

agua presente en el aire, se expresa en gramos

de agua por unidad de volumen (g/m3)

Humedad Relativa: Es la relación porcentual

entre la cantidad de vapor real que contiene el

aire con la que necesitaría para saturarse a

igual temperatura

Humedad Relativa

RH=P(H2O)/P*(H2O)

Donde:

RH=Humedad Relativa

P(H2O)=Presión parcial de vapor de agua en la

mezcla de aire.

P*(H2O)=Presión de saturación de vapor de agua

a la temperatura de la mezcla de aire

Aplicaciones

Sistemas de Aire Acondicionado.

Control de Refrigeración.

Monitoreo de Líneas de Suministro.

Equipos Envasadores.

Producción de papel.

Industria Farmacéutica.

Invernaderos.

Humectantes.

Secadores.

Aplicaciones

El control de

humedad es

fundamental

en cualquier

proceso de

almacenaje.

Efectos de la Humedad

La condensación de vapor de agua produce

un falso positivo (corriente de fuga) en los

sensores.

Altera el tiempo de respuesta de los

instrumentos de medición.

Medición de Humedad

La humedad puede ser medida usando

materiales que absorben el vapor de agua,

produciendo un cambio en sus características

detectadas por la medición de calor latente,

punto de rocío o absorción de microondas.

Instrumentos de Medición

Sensor de Humedad

Mide la presión parcial de vapor de agua en el

gas de que se trate y la presión de saturación del

vapor, a una temperatura dada y es expresada

como un porcentaje.

Instrumentos de Medición

Higrómetro: dispositivo que indirectamente

mide humedad detectando cambios físicos o

eléctricos en las propiedades de los materiales.

Psicrómetros: instrumento usado para

determinar la humedad relativa utilizando la

diferencia entre la temperatura húmeda y la

temperatura ordinaria.

Instrumentos de Medición

Controladores

Regulan la

humedad

relativa a un

valor apropiado

de trabajo(Set

Point) a través

de un actuador.

Actuadores

Reciben señales de los

controladores con el

propósito de reducir el

error.(Fuente de aire

húmedo, secador,

humidificador)

Lógica Difusa (Fuzzy Logic)

La lógica difusa tiene un rol vital en el control de

procesos de humedad, esto se debe a la

complejidad del proceso y a su alta no

linealidad.

Ofrece salidas de una forma veloz y precisa

disminuyendo así las transiciones de estados

fundamentales en el entorno físico que

controle.

Controlador Difuso

En esencia un controlador lógico difuso,

contiene un algoritmo que es capaz de

convertir una estrategia de control lingüística en

una estrategia de control automático.

El objetivo de este controlador es resolver

problemas complejos de control a partir de

soluciones simples.

Componentes del Control Difuso

Esta constituido por 4 principales elementos

Componentes del Control Difuso

Base de Conocimientos:

Esta formada por una base de datos y un

conjunto de reglas difusas que suelen

representarse en forma de tabla

Componentes del Control Difuso

Codificación:

Bloque en el que cada variable de entrada se le

asigna un grado de pertenencia a cada uno de

los conjuntos difuso que se han considerado

previamente

Componentes del Control Difuso

Sistemas de Inferencia:

Es el boque mediante el cual los mecanismos de

inferencia relacionan los conjuntos difusos de

entrada y salida simulando el proceso de decisión

humano.

Componentes del Control Difuso

Decodificación:

Es el bloque donde se convierten los conjuntos

difusos de la variable de salida que resultan del

proceso de inferencia en información precisa

expresada mediante un valor nítido.

Actuación de Control Difuso

Ejemplo

Control de Humedad y temperatura de un

invernadero, para ello contamos con:

- Un sensor de humedad con un rango de

funcionamiento de 0% y 100% de

humedad relativa, con una precisión de

centésimas.

Ejemplo

Las variables lingüísticas de entrada para la

Humedad serian:

Se asumen 5 términos:

Muy Baja(MB); Baja(B); Normal(N); Alta(A) y Muy

Alta(MA)

Grafica de la Humedad

Tabla de Reglas

Reglas de inferencia difusa que contiene la base de

conocimientos

A partir de estas definiciones se calcula la salida

del sistema de control si por ejemplo tenemos

como dato de entrada lo siguiente:

El valor nítido de humedad 65% se corresponde

con un grado de pertenencia 0.5 para el

conjunto difuso de Humedad Alta y con un grado

de pertenecía 0.33 para el conjunto difuso

Humedad Muy Alta y cero al resto de funciones

de pertenencia.

Una vez tenemos los datos codificados,

procedemos a usar las reglas difusas.

Una vez tengamos los cuatro conjuntos difusos

de salida debemos decodificar para saber

cuanto debemos subir o bajar la calefacción.

Utilizando el método de Centroide para

decodificar el conjunto difuso de salida se

observa que el valor decodificado es -2.125 C,

es decir que se ejecutara una acción que hará

bajar 2.125 C la temperatura del invernadero.

Función de pertenencia del conjunto difuso de

salida y resultado de la decodificación.