Hierro y Acero Edicion 26 | Page 16

laminación cuando se tienen 2 entradas y una salida. Este método consiste en representar en una tabla los valores de las variables (ahora consideradas como lingüísticas) cambio de error (Δe(t)) y el error (e(t)). La celda correspondiente a la intersección (fila-columna) de ambas variables contiene el valor lingüístico para la salida correspondiente a cada uno de los valores de entrada. Los valores en la tabla formada por estas variables se representan con los siguientes conjuntos difusos: NB, NM, NS, Z, PS, PM, PB donde [3]: • NB: Representa a los negativos grandes (Negative Big) • NM: Representa a los medio negativos (Negative Medium) • NS: Representa a los negativos pequeños (Negative Small) • Z: Representa al cero (Zero) • PS: Representa a los positivos pequeños (Positive Small) • PM: Representa a los medio positivos (Positive Medium) • PB: Representa a los positivos grandes (Positive Big) Entonces, cada una de las celdas representa una regla difusa, ejemplo: If e(t) is NB and Δe(t) is NB then u(t) is NB Zona 3: Esta zona es similar a la Zona 1, pero se relaciona con la sensibilidad cuando los puntos de ajuste cambian positivamente, lo cual es medido por el tiempo de crecimiento. Zona 4: Esta zona es similar a la Zona 2. Las reglas en la Zona 2 y en la Zona 4 son menos importantes para el desempeño de un sistema de control. Una vez definidas las reglas que activarán a los conjuntos difusos, se determina la forma y distribución de éstos para obtener un buen desempeño del controlador sobre la planta. La Figura 4 presenta de manera general la estructura del controlador difuso. Donde se utiliza la máquina de inferencia Mamdani, con operador min para la norma s, max para la norma t, min para la implicación y para la desdifusicación se usó el centro promedio. Pruebas comparativas Para la evaluación del desempeño del controlador difuso tipo PD Vs. controlador PID convencional, se generó un análisis gráfico (ver Figura 4) de cada una de las 9 zonas del horno #3, calculando un beneficio de cuando menos un 2% y hasta un 6% en el consumo de gas. La tabla completa se muestra en Fig. (3), la cual se divide en 5 zonas para el ajuste del controlador, como lo describe [1]: e\Δe PB PM PS Z NS NM NB PB PB PB PB PB PM PB PB PB PM PS Z NS PS PB PB PM PS Z NS NM Zona 0 Z PB PM PS Z NS NM NB Zona 1 NS PM PS Z NS NM NB NB Zona 2 NM PS Z NS NM NB NB NB Zona 3 NB Z NS NM NB NB NB NB Zona 4 PM PS Z Fig. 4 Gráfica comparativa de zona de Horno #3 en MATLAB Fig. 3. Tabla con los conjuntos difusos para el PD difuso Zona 0: En esta zona, tanto el error como el cambio en el error son pequeños, esto significa que la variable controlada está cerca del estado estable. Por lo tanto, las reglas en esta zona se refieren a la estabilidad del sistema de control, lo que por lo general se mide por el sobretiro y el tiempo de establecimiento. Zona 1: El error es negativo grande, lo que significa que la variable controlada está lejos del estado estable. Por lo tanto, las reglas en esta zona se relacionan con la sensibilidad del sistema de control. Zona 2: Aunque el error está cerca de cero o positivo, la variable controlada sigue en decremento. Estas reglas rara vez se utilizan en un controlador normal. 16 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO 3.2 Horno #4 Modelación con controlador convencional PID De manera semejante a la implementación en el Horno 3, para el Horno 4 se procede a analizar el diagrama de escalera del sistema. Se detectan de igual manera 3 subsistemas principales, PID’s (tanto de temperatura, como de aire y gas), cálculo del flujo másico y cálculo de la relación aire/gas (ratio), ver Figura 5. SP Temperatura temp SP Temperatura Aire 10 Gas R626 Aire PID Temperatura 10 Z1_HEAT [R626] Temperatura Z1_HEAT Temperatura actual PreAireComb Aire Gas PAC Air Flow TAC Gas Flow Temperatura RATIO HEAT AISP RATIO AIR PV AIR PV _F GAS SP GAS PV_F GAS PV DOUBLE CROSS LIMIT Quemador Válvula CONVERSIÓN Temperatura Gas Z1A_PV% Z10_PV% Flow Mass TempAireComb Fig. 5 Implementación sistema de control Horno #4 en SIMULINK de MATLAB