SUBSECRETARA DE EDUCACIN SUPERIORDIRECCIN GENERAL DE EDUCACIN SUPERIOR TECNOLGICAINSTITUTO TECNOLGICO DE CD. GUZMN

60 Aos de Excelencia en Educacin Tecnolgica

AMPLIFICADORES OPERACIONALES CONSTRUCCIN DE UN CONTROLADOR PID

DEPARTAMENTO DE ELCTRICA Y ELECTRNICALABORATORIO DE ELECTRNICA

MATERIA: Amplificadores Operacionales CLAVE: ECC-0414 Horas Tericas: 4 Horas Prcticas: 2

PRCTICA 50% UNIDAD 2CONTROLADOR PID

PROFESOR: Ing. Jorge Horacio Meja Garca

ALUMNOS:Arnan Misael Negrete Michel 12290391Wilman Ulises Ra Jimnez 1229Misael Martnez Solano 1229Cristian Gabriela Salvador Ayala

INTRODUCCIN

El control automtico desempea un papel importante en los procesos de manufactura, industriales, navales, aeroespaciales, robtica, econmicos, biolgicos, etc. Como el control automtico va ligado a, prcticamente, todas las ingenieras (elctrica, electrnica, mecnica, sistemas, industrial, qumica, etc.), este documento ha sido desarrollado de tal manera que permita al demostrar como construimos un controlador PID haciendo uso, solo de conocimientos bsicos de los amplificadores operacionales utilizando algunas de sus configuraciones bsicas para la construccin de este.

MARCO TERICO

Un PID (Proporcional, Integral y Derivativo) es un mecanismo de control por realimentacin que calcula la desviacin o error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una accin correctora que ajuste el proceso. El algoritmo de clculo del control PID se da en tres parmetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reaccin del error actual. El Integral genera una correccin proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reaccin del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso va un elemento de control como la posicin de una vlvula de control o la energa suministrada a un calentador, por ejemplo. Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseado para lo que requiera el proceso a realizar.

DESARROLLO DE LA PRCTICA

EQUIPO Y MATERIALES: Protoboard. 7 amplificadores operacionales LM741. 6 resistencias de 100 K. 3 resistencias de 10 K. 2 resistencias de 1 K. 3 potencimetros de 100 K. 2 capacitores no polarizados de 100 F. Fuente dual (12 V). 1 capacitor electroltico de 1000 o 2200 F. 1 resistencia de 4.7 K. Fuente de CD. Cables dupont para conexin. Osciloscopio digital.

METODOLOGA

DISEO:Disear un controlador PID, haciendo uso de amplificadores operacionales LM741, haciendo la conexin debida para cada una de las etapas (Proporcional, Integral y Derivativa), e implementado la suma de todas estas para la salida del controlador, usando los circuitos conocidos de las configuraciones bsicas de los amplificadores operacionales.

IMPLEMENTACIN:Al trmino de la investigacin realizar el montaje de los elementos en el Protoboard, para conectarlos debidamente y comenzar a realizar pruebas de funcionamiento del controlador PID, esto con el fin de encontrar errores y repararlos para su correcto funcionamiento.Disee un controlador PID haciendo uso de los elementos antes mencionados y ponerlo en funcionamiento controlando un circuito RC. Comprobar su funcionamiento con un osciloscopio.IMPLEMENTACIN CON OPERACIONALES: CONTROLADOR Implementamos la suma de las etapas proporcionales, integral y derivativa, usando los circuitos conocidos.

RESULTADOSMontaje y conexin del circuito en el Protoboard.

Seal mostrada en el osciloscopio en modo P (Proporcional).

Seal mostrada en el osciloscopio en modo PI (Proporcional e Integral).

Seal mostrada en el osciloscopio en modo PID (Proporcional, Integral y Derivativo).

CONCLUSIONES

Arnan Misael Negrete MichelEn el desarrollo de esta prctica pude ver la importancia y el numeroso uso que tienen los amplificadores operacionales, que haciendo un conjunto de sus configuraciones principales se pueden crear otros circuitos ms complejos y con un distinto uso, como lo es el controlador PID, que fue construido con los Amp-Op en cada una de sus etapas. Este controlador sirve para regular alguna variable utilizada en un determinado proceso. Como vimos en el osciloscopio este hace una diferencia entre la seal real y la que deseamos obtener, y da una mejor respuesta para mantener nuestra variable constante.En la seal que nos mostr el osciloscopio en la etapa puramente P pudimos ver que la seal de la variable no llegaba hasta el set-point. En la etapa PI pudimos observar que la respuesta era un poco ms rpida pero exista un pico grande que superaba el set-poin y tardaba un poco en estabilizarse. Al conectar las tres etapas juntas PID se pudo observar que se corrigi un poco, disminuy el pico, y tambin se estabiliz con mayor rapidez que en el anterior.

ANEXOS

Av. Instituto Tecnolgico No. 100, C.P. 49100, A.P. 150 Cd. Guzmn, Jal. 2008, Ao de la Educacin Fsica y el Deporte.

Tels. (341) 575 20 50, Fax: 575 20 74, www.itcg.edu.mx