Modelado de sensores para el control de intercambiadores de calor
DOI:
https://doi.org/10.17979/ja-cea.2026.47.13860Palabras clave:
Sensores y actuadores, Software para la identificación de sistemas, Estimación de sistemas en tiempo continuo, Identificación para control, Diseño de experimentos, Sistemas lineales, Modelado e identificación de procesosResumen
En este trabajo se presenta el modelado experimental del comportamiento dinámico de un sensor de temperatura tipo termo-resistor mediante un microcontrolador Arduino UNO R3 como parte del sistema de control y supervisión térmica de un intercambiador de calor. La función de transferencia del sensor se identifica mediante ensayos experimentales empleando dos configuraciones de acondicionamiento de señal: un divisor de tensión y un puente de Wheatstone. Durante las pruebas se aplican variaciones controladas de temperatura y se registra la respuesta del sensor a fin de determinar su ganancia y constante de tiempo. El modelo obtenido se utiliza en el diseño de controladores retroactivos y anticipativos en un intercambiador de calor marino, del cual se presenta también su modelo dinámico, incluyendo el actuador y la válvula de entrada. Se presentan los resultados experimentales de la identificación del sensor y los resultados de simulación del sistema de control diseñado.
Referencias
Al-Dawery, A., Alrahawi, A. M., & Al-Zobai, K. M. (2012). Dynamic modeling and control of plate heat exchanger. International Journal of Heat and Mass Transfer, 55(23–24), 6873–6880, https://doi.org/10,1016/j.ijheatmasstransfer.2012,06.094
Åström, K. J., & Murray, R. M. (2021). Feedback systems: an introduction for scientists and engineers (2nd ed.). Princeton University Press.
Belimo Holding AG. (2023, 25 de mayo). CQ24A-SZ-T: Actuador rotativo para válvulas de zona [Ficha técnica]. https://www.belimo.com/mam/general-documents/datasheets/es-es/belimo_CQ24A-SZ-T_datasheet_es-es.pdf
Gevers, M. (2003). From experiments to closed-loop control. IFAC Proceedings Volumes, 36(16), 1-13. http://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)35760-4
Gómez García, A. (2008). Modelo de cálculo para el análisis térmico y mecánico de intercambiadores de placas [Proyecto fin de carrera, Universidad Politécnica de Cartagena]. Repositorio Institucional de la Universidad Politécnica de Cartagena. http://hdl.handle.net/10317/765
Granados-Gomes, Y. (2026). Modelado dinámico y control de un intercambiador de calor de placas para aplicaciones marinas. Trabajo Fin de Máster, Universitat Politècnica de Catalunya.
MADUR. (s. f.). Pt100 platinum resistor – resistance in ohms vs temperature in degrees Celsius. https://www.madur.com/pdf/tools/en/Pt100_en.pdf
Matsuda, Y., Sakai, R., Sugi, T., Goto, S., Yasunaga, T., & Ikegami, Y. (2019). Water level control of flash chamber in a spray flash desalination system with valve dynamics and flow rate limitation. En 2019 19th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS). IEEE. https://doi.org/10,23919/ICCAS47443.2019.8971571
Normey-Rico, J. E., & Camacho, E. F. (2009). Predictores de Smith filtrados para el control de procesos con tiempo muerto: una visión unificada. RIAI - Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial, 6(3), 5-23. http://doi.org/10.1016/S1697-7912(09)70261-0
Pallàs Areny, R. (2003). Sensores y acondicionadores de señal (4.ª ed.). Marcombo Boixareu.
Wang, J., Fan, Y., & Zhang, J. (2018). Performance assessment and degradation diagnosis of closed-loop systems with sensor faults. Proceedings of the 2018 IEEE International Conference on Control and Automation (ICCA), 120-125. doi:10.1109/ICCA.2018.8465541
RS PRO. (s. f.). RS PRO 2 wire PT100 sensor, -50 °C min +250 °C max, 150 mm probe length × 4 mm probe diameter (RS Stock No. 237-1663). RS Online. https://es.rs-online.com/web/p/sensores-rtd/2371663
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