Desarrollo y aplicación de un separador bifásico de realidad virtual como sistema de aprendizaje para el control de procesos industriales
Autores: Flores-Bungacho, Francisco; Guerrero, Jonathan; Llanos, Jacqueline; Ortiz-Villalba, Diego; Navas, Alex; Velasco, Paola
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollo y aplicación de un separador bifásico de realidad virtual como sistema de aprendizaje para el control de procesos industriales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Realidad virtual
Separador bifásico
Entorno industrial
Control automático
Multivariable
Características no lineales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, proponemos una metodología de separador bifásico de realidad virtual en un entorno industrial inmersivo. Permite la formación de estudiantes o ingenieros en procesos y control automático. Por otro lado, el rendimiento operativo de un separador bifásico requiere estrategias avanzadas de control automático debido a que este proceso industrial tiene características multivariables y no lineales. En este contexto, el separador bifásico virtual permite probar varias técnicas de control. La metodología, que implica la virtualización inmersiva del separador bifásico, incluye tres etapas. Primero, se obtiene un modelo matemático multivariable del proceso industrial. La segunda etapa corresponde a la virtualización, en la que se lleva a cabo la modelización 3D del proceso industrial. Luego, la dinámica del proceso es capturada por el modelo de planta implementado en el software Unity. En la tercera etapa, se diseñan las estrategias de control. La interacción entre el separador bifásico virtual y el sistema de control se implementa utilizando variables compartidas. Se implementan tres estrategias de control y se comparan para validar su aplicabilidad: un algoritmo de control clásico, es decir, el método de control proporcional integral derivativo (PID), así como dos controladores avanzados: un controlador numérico y control predictivo basado en modelo (MPC). Los resultados demuestran la usabilidad del separador virtual con respecto al rendimiento operativo del separador bifásico virtual, considerando las técnicas de control implementadas.
Descripción
En este estudio, proponemos una metodología de separador bifásico de realidad virtual en un entorno industrial inmersivo. Permite la formación de estudiantes o ingenieros en procesos y control automático. Por otro lado, el rendimiento operativo de un separador bifásico requiere estrategias avanzadas de control automático debido a que este proceso industrial tiene características multivariables y no lineales. En este contexto, el separador bifásico virtual permite probar varias técnicas de control. La metodología, que implica la virtualización inmersiva del separador bifásico, incluye tres etapas. Primero, se obtiene un modelo matemático multivariable del proceso industrial. La segunda etapa corresponde a la virtualización, en la que se lleva a cabo la modelización 3D del proceso industrial. Luego, la dinámica del proceso es capturada por el modelo de planta implementado en el software Unity. En la tercera etapa, se diseñan las estrategias de control. La interacción entre el separador bifásico virtual y el sistema de control se implementa utilizando variables compartidas. Se implementan tres estrategias de control y se comparan para validar su aplicabilidad: un algoritmo de control clásico, es decir, el método de control proporcional integral derivativo (PID), así como dos controladores avanzados: un controlador numérico y control predictivo basado en modelo (MPC). Los resultados demuestran la usabilidad del separador virtual con respecto al rendimiento operativo del separador bifásico virtual, considerando las técnicas de control implementadas.