Prototipo funcional de una plataforma web para la implementación de técnicas de control tradicional o inteligente de manera remota en un sistema dinámico

Patiño Pérez, Héctor AlejandroCuadros Valle, Juan Fernando2020-11-262020-11-262020http://repository.eia.edu.co/handle/11190/2526RESUMEN: El módulo práctico en asignaturas de conocimiento específico, como lo son Automatización y Control, tiene una alta incidencia en el proceso de enseñanza aprendizaje. El acceso a las aulas de laboratorio y sus equipos se ve limitado principalmente por la falta de elementos para cada uno de los estudiantes y por la incompatibilidad horaria debido a la carga académica correspondiente a otras asignaturas; entorpeciendo el desarrollo adecuado del curso. De lo anterior, es propicio indagar cómo podría un estudiante acceder a los equipos y procesos de las aulas de laboratorio, específicamente a los diferentes sistemas dinámicos presentes en un laboratorio, de manera remota, fácil y que le permita llevar a buen término el proceso de aprendizaje del método y la lógica del saber estudiado. En este documento se presenta la propuesta de un trabajo de grado cuyo planteamiento es dar solución al problema mencionado y desarrollar un prototipo funcional de plataforma web para la implementación de técnicas de control tradicional o inteligente de manera remota. El proyecto se desarrolló en el marco de diseño para proyectos de ingeniería propuesto por George Dieter en el libro de diseño en ingeniería, considerando todas las etapas que van desde la lectura de contexto e identificación de requerimientos de usuario hasta el diseño de detalle y evaluación de la pertinencia de la propuesta de solución. En el proyecto se desarrolló un prototipo funcional de plataforma web para el control remoto de un sistema dinámico. La visualización remota se implementó con un módulo dedicado como servidor web de vídeo (ESP32-S-Ai-Thinker), el sistema dinámico escogido fue un motor DC, el proceso de control se implementó en el microcontrolador (ESP32-PICO-KIT-V4), y la plataforma web quedó embebida en el microcontrolador tanto el servidor (Backend) como la interfaz (Frontend) utilizando la SPIFFS del microcontrolador. El prototipo desarrollado permite el control de posición del sistema dinámico desde una interfaz web accesible desde una red local y que contiene dos estructuras de control: un control PID discretizado y un control por estructura variable. La interfaz permite el control en tiempo real del sistema dinámico pues sus controladores se implementaron en un microcontrolador con doble núcleo donde uno de ellos se utiliza para el proceso de adquisición y control, y el otro para el manejo de las peticiones del servidor web. En cuanto a las estructuras de control las dos arrojaron resultados experimentales satisfactorios según lo esperado desde el diseño.ABSTRACT: The practical module in subjects of specific knowledge, such as Automation and Control, has a high incidence in the process of teaching and learning. The access to the laboratory classrooms and their equipment is limited mainly by the lack of elements for each student and by the time incompatibility due to the academic load corresponding to other subjects; hindering the proper development of the course. From the above, it is propitious to investigate how a student could access to the equipment and processes of the laboratory classrooms, specifically to the different dynamic systems present in a laboratory, in a remote and easy way that allows him to carry out the learning process of the method and the logic of the studied knowledge. This document presents a proposal for a degree work whose approach is to provide a solution to the problem mentioned and develop a functional prototype of a web platform for the implementation of traditional or intelligent control techniques remotely. The project was developed within the design framework for engineering projects proposed by George Dieter in the book of engineering design, considering all stages from reading the context and identifying user requirements to the detailed design and evaluation of the relevance of the proposed solution. In the project, a functional prototype of a web platform for the remote control of a dynamic system was developed. The remote visualization was implemented with a dedicated module as a video web server (ESP32-S-Ai-Thinker), the dynamic system chosen was a DC engine, the control process was implemented in the microcontroller (ESP32-PICO-KIT-V4), and the web platform was embedded in the microcontroller both the server (Backend) and the interface (Frontend) using the SPIFFS of the microcontroller. The developed prototype allows the position control of the dynamic system from a web interface accessible from a local network and containing two control structures: a discrete PID control and a variable structure control. The interface allows real-time control of the dynamic system because its controllers were implemented in a dual-core microcontroller where one of them is used for the acquisition and control process, and the other for the handling of web server requests. As for the control structures, both yielded satisfactory experimental results as expected from the design.198 páginasapplication/pdfPrototipo funcional de una plataforma web para la implementación de técnicas de control tradicional o inteligente de manera remota en un sistema dinámicoTrabajo de grado - PregradoEl autor de la obra, actuando en nombre propio, hace entrega del ejemplar respectivo y de sus anexos en formato digital o electrónico y autoriza a la ESCUELA DE INGENIERIA DE ANTIOQUIA, para que en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995, y demás normas generales sobre la materia, utilice y use por cualquier medio conocido o por conocer, los derechos patrimoniales de reproducción, comunicación pública, transformación y distribución de la obra objeto del presente documento. 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