ELIHU HENRI OSTOS GARCÍA

IMEC 10°B

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE ALTAMIRA

19/08/2011

CONTROL DE TEMPERATURA PID CON SOFTWARE LABVIEW.

CONTROL PID DE TEMPERATURA CON LABVIEW

Para el proyecto de control PID se eligio el software Labview debido a los complementos que

existen en el software para este tipo de control y la facilidad para configurar las tarjetas de

adquisición a continuación se mostraran los pasos a seguir para realizar un control PID por

medio del software Labview.

INSTALAR SOFTWARE LABVIEW 2010

INSTALAR COMPLEMENTO DE LABVIEW PARA PID, “PID FUZZY CONTROL”

Este complemento se puede descargar desde la pagina de National Instruments, el

programa requiere de una licencia, sino se cuenta con una se puede instalar la versión

de evaluación.

Cuando ya esta instalado, asi es como lo encontraremos en la parte de BLOCK

DIAGRAM de Labview .

Como se puede observar hay varios tipos de VI que se pueden utilizar para el control

PID de ahí se elegirá el que mas convenga, se puede basar en la ayuda de Labview

donde se encontraran varios ejemplos para comprender los VI. Para acceder a la ayuda

hay que ir al menú HELP / FIND EXAMPLES, mostrara una ventana como la siguiente:

INSTALAR DRIVERS DE LA DAQ NI USB 6008

Seguir los pasos que nos marca el instalador, este software lo provee National

Instruments al adquirir un producto o se puede descargar desde la pagina web.

Una vez instalados los drivers, asegurarse que la PC reconozca la tarjeta . El software

Labview nos ofrece la posibilidad de probar todas las funciones de la tarjeta desde el

programa MEASUREMENT & AUTOMATION, donde la tarjeta debería aparecer de la

siguiente manera:

Para probar la tarjeta desde el programa MEASUREMENT & AUTOMATION, dar click

derecho sobre la tarjeta NI USB 6008 y seleccionar la opción TEST PANELS.

Aparecera la siguiente ventana donde se podrán setear valores en las salidas análogas

y digitales, asi como visualizar las entradas análogas y digitales.

DESARROLLO DEL PROYECTO

Una vez configurada la PC para que reconozca la DAQ NI USB 6008, y que se instalaron los

correspondientes complementos de PID FUZZY CONTROL, se procede a realizar la etapa del

hardware (física) necesaria para sensar la temperatura y acondicionar las señal de salida a la

valvula.

Para hacer posible el control PID del proceso se deben pasar por unas etapas que son las

siguientes:

MEDIR LA TEMPERATURA

Para medir la temperatura se ocupo el sensor LM35. El cual da 10 mV/ °C, en esta

configuración medirá de 0 a 100°C.

ADQUISICION DE DATOS

La etapa de adquisición de datos es por medio de la DAQ NI USB 6008, con las siguientes

características:

8 entradas analógicas (12 bits, 10 kS/s)

2 salidas analógicas (12 bits a 150 S/s), 12 E/S digitales; contador de 32 bits

Energizado por bus para una mayor movilidad, conectividad de señal integrada

La versión OEM está disponible

Compatible con LabVIEW, LabWindows/CVI y Measurement Studio para Visual Studio .NET

Software controlador NI-DAQmx y software interactivo NI LabVIEW SignalExpress LE para registro de datos

De la cual, solo se ocupará una entrada analógica y una salida analógica.

PINOUT DE LA DAQ NI USB 6008

ACONDICIONAMIENTO DE SEÑAL DE SALIDA

Debido a que la tarjeta NI USB 6008 en sus salidas analógicas solo puede dar un rango de

voltaje de 0-5 Volts y la válvula que se desea controlar requiere de una señal de 4 – 20 mA, se

construyo el siguiente circuito el cual convierte la señal de la DAQ de 0-5 Volts a la señal de

corriente deseada para controlar la válvula.

PROGRAMA EN LABVIEW

El programa de Labview es el más importante ya que aquí se lleva a cabo el procesamiento de

la señal de temperatura, el control PID y la salida de acuerdo a lo que se determine en la

configuración del control PID. En la siguiente figura se muestra el diagrama a bloques del

software Labview.

Así se configuro la señal de entrada, debido a que el LM35 entrega como máximo 1 volt a los

100°C.

En esta parte del diagrama es donde se convierte el voltaje de entrada del sensor LM35 que

tiene un rango de 0-1 volt, se multiplica por 100 para que se muestre la cantidad en °C.

Para la señal de salida se le dio un rango de o-5 Volts que es la configuración normal de la

salida análoga de la tarjeta. No hubo necesidad de ajustar nada ya que la salida del PID.VI se

ajusto para que diera como valor minimo 0 y máximo 5.

El control PID se lleva por medio del VI llamado PID, el cual lleva los siguientes ajustes:

SETPOINT: Es el valor deseado de la variable a controlar en este caso la temperatura.

PROCESS VARIABLE: Es la temperatura convertida a grados.

PID GAINS: Es el valor de las constantes Kc, Ti y Td. Para este programa se pondrán controles

en el panel frontal para que el usuario final controle las constantes como desee.

OUTPUT RANGE: Son los valores mínimo y máximo de salida, para el proyecto se ocuparan

como mínimo 0 y como máximo 5, que son los voltajes que puede suministrar la DAQ NI USB

6008.

OUTPUT: Es la salida del sistema la cual oscilara entre los 0 y 5 Volts hasta alcanzar la

temperatura deseada de acuerdo al control PID del VI.

PANEL FRONTAL

En el panel frontal de Labview es donde se muestran los datos de la temperatura medida por

medio de una grafica y en un display, donde el usuario podrá manipular las constante Kc, Ti, Td

y el setpoint para el control PID.

CONCLUSIONES:

El usar la tecnología de National Instruments facilita mucho las tareas de control ya que en

base a la experiencia obtenida al hacer interfaces con microcontroladores o PIC , se tienen

muchos detalles a la hora de comunicarse con el software, pero al usar la tarjeta de

adquisición de datos se facilita mucho la comunicación. El desarrollo del proyecto fue en un

corto tiempo debido a la facilidad de las herramientas del software. Hacer este proyecto

ayudo a comprender el control PID y ver como afecta al control cuando se modifican las

constantes Kc, Ti y Td.