Desarrollo y evaluación de controladores para la temperatura, humedad y presión del aire en un cuarto limpio

Abstract

En un cuarto limpio es importante lograr el control simultáneo de la temperatura, la humedad y la presión diferencial. El acoplamiento entre estas variables hace complejo el problema de control. Por ejemplo, cuando se logra el control de la diferencial de presión, se afectan los otros parámetros: temperatura y humedad. En el presente trabajo se sintetiza un modelo dinámico de un sistema de aire acondicionado con base en trabajos similares desarrollados anteriormente. Sin el ánimo de perder generalidad, el modelo propuesto se ajusta a una aplicación práctica: una Sala de Cirugía. Teniendo seleccionado el modelo, se diseña un control H1 con el cual es posible lograr los objetivos de control anteriormente propuestos. La simulación del modelo matemático del sistema de aire acondicionado controlado, nos permite establecer qué es necesario considerar en el diseño del sistema físico real. Las variables o señales de salida: Temperatura, Humedad y Presión, serán controladas con las variables de control (señales de entrada): Flujo de aire, Carga de Recalentamiento y Flujo de Refrigerante. Con la intención de comparar las técnicas de control multivariables con el control descentralizado, se desacopla el sistema y se explora la sintonía de controladores PI con técnicas como SIMC o sintonía secuencial utilizando el método Relay Feedback, BLT, y técnicas con Lógica difusa. Ninguno de los anteriores muestra un mejor desempeño que el multivariable. / Abstract. In a cleanroom it is important to achieve the simultaneous control of the air temperature, moisture and differential pressure. The connection between these variables makes the problem of control complex. For example, when the air differential pressure control is achieved, other parameters fall ill: temperature and moisture. In the present work an air conditioning system dynamic model is synthesized with base in similar works developed previously. Without the intention of losing generality, the proposed model fits to a practical application: a Surgery Room. Having the model chosen, an multivariable H1 control is designed with which it is possible to achieve the control targets previously proposed. The controlled air conditioning system mathematical model simulation allows us to establish what is necessary to consider in the design of the physical real system. The output variables: Temperature, Moisture and Pressure, will be controlled by the manipulated inputs: Air flow, Reheating and Refrigerant Flow. With the intention of comparing the multivariable with decentralized control, the system is uncoupled and explored the tuning of PI controllers with SIMC method or sequential tuning using the method Relay Feedback, BLT, and Fuzzy Logic technics. None of the previous ones shows a better performance than the multivariable.