Optimización de sistemas de control para hornos de inducción

DI LUOZZO N.

2019-04-01/2019-12-01

1-41

Sistema de control

Industrial

RESUMENDurante el año 2019, esta línea de investigación propuso la optimización de sistemas de control de temperatura para hornos de inducción ? como el que se utiliza en el proceso de soldadura mediante una fase líquida transitoria (Transient Liquid Phase Bonding, TLPB) ? a la cátedra de Trabajo Profesional de Ingeniera Electrónica de la Facultad de Ingeniera de la Universidad de Buenos Aires (FIUBA). Su docente - Ing. Daniel Dalmati - asignó la resolución de esta problemática a los alumnos de Ingeniería Electrónica Mariana Szischik, Martín García y Federico Manuel Gomez Peter en el marco de su Trabajo Profesional de Ingeniería Electrónica, y al Dr. Ing. Nicolas Di Luozzo como Tutor de sus actividades realizadas en el Laboratorio de Sólidos Amorfos de la FIUBA (LSA-FIUBA).Cabe destacar que se continúa con el desarrollo del sistema de control, tanto de su hardware como con la implementación de lógica difusa al algoritmo de control, nuevamente en colaboración con la cátedra de Trabajo Profesional de Ingeniera Electrónica de la FIUBA, y ahora junto con los alumnos de Ingeniería Electrónica.  INTRODUCCIÓNEsta línea de investigación estudia el proceso de soldadura por TLPB, tarea que lleva a cabo en el LSA-FIUBA. A tal fin, se utiliza un horno de inducción, desarrollado en 2001 por el Grupo GH, de tipo IGBT, de 12 kW de potencia, perteneciente al LSA-FIUBA, e instalado en dicho laboratorio.El presente desarrollo cuenta con el antecedente del trabajo realizado por el Ing. Alberto Stolowich durante el 2018, también en el ámbito del Trabajo Profesional de Ingeniería Electrónica. Como resultado de dicho trabajo, el horno de inducción ahora cuenta con sistema de control compuesto por:- Un módulo de sensado de temperatura·        - Un controlador Proporcional Integral (PI)- Un software que permite visualizar las variables relevadas y configurar los parámetros de controlEl módulo de sensado de temperatura cuenta con la posibilidad de utilizar diferentes tipos de termocuplas, siendo el tipo de termocupla uno de los parámetros a configurar por software. El controlador PI fue implementado por software y utiliza una rutina del tipo Ziegler-Nichols  para establecer sus constantes proporcional e integral Kp y Ki, respectivamente. La comunicación entre los distintos módulos se realiza a través de un microcontrolador.La principal problemática a resolver es el desarrollo de una estrategia de control que no requiera de una fase de calibración previa. A tal fin, se propone un sistema que utilice técnicas de lógica difusa. Estas técnicas se destacan por no necesitar de un modelo de la dinámica del sistema a controlar, lo cual resulta conveniente en este caso debido al carácter no lineal y no estacionario del funcionamiento de los hornos de inducción.A su vez, se busca incluir en el sistema de control un módulo que permita tanto el sensado de la corriente como la determinación de la frecuencia de funcionamiento del horno. La complejidad de esta tarea radica principalmente en la potencia de la señal que se debe medir y en la interferencia que pueda llegar a generar la misma con la medición.Finalmente, se busca obtener un producto final de calidad profesional. La solución actual, si bien es funcional, cuenta con módulos de hardware realizados mayormente en placas de desarrollo, mientras que el software tiene un excesivo costo computacional. En particular, en este trabajo se desea obtener un producto final que posibilite la fácil expansión del mismo.