Modelado y control de la humedad y la temperatura en un invernadero mediante autómatas programables.

Abstract

Un invernadero es una estructura cerrada, estática y aislada dedicada a la producción de uno o varios cultivos de plantas. Para poder sacar el mayor rendimiento de este cultivo, tenemos que mantener una serie de variables, como son la temperatura, la humedad, la luz y el CO2, en unos valores óptimos. Por ello nace la necesidad de regular estos parámetros.
Este Proyecto Fin de Grado se centra en dos de estas variables, la temperatura y la humedad.
Antes de pensar en regular estas dos variables, primero, tendremos que conocer su comportamiento dentro del invernadero, para ello identificaremos el sistema. Identificando el sistema obtendremos las funciones de transferencia que describirán el comportamiento de la temperatura, la humedad y la interacción que surge entre ellas. A partir de estas funciones de transferencia, podremos obtener el espacio de estado del sistema, el cual compararemos con el espacio de estado calculado a partir de las ecuaciones de balance de energía.
Conocido el sistema con el que vamos a trabajar, estaremos en disposición de plantearnos regular la temperatura y la humedad de nuestro sistema. Para ello necesitaremos dos cosas, la primera de ellas será un controlador, en este caso se ha decidido desarrollar e implementar en un autómata industrial un programa PID, con la finalidad de que asuma el papel de regulador del sistema. Lo segundo que necesitamos, ya que hemos decidido regular el sistema con un PID, será calcular los parámetros para este.
Durante la identificación del sistema, así como durante las pruebas realizadas en el laboratorio, nos damos cuenta que las variables que hemos elegido, con la finalidad de regular, tiene interacciones la una con la otra. Esto implica que cada vez que intentemos regular una variable, estaremos influyendo sobre la otra. Debido a esto se decide proponer un control multivariable. Este control se fundamenta en una red de desacoplo, con la cual minimizaremos la interacción entre las dos variables.
Para acabar se mostrar los resultados obtenidos, así como las conclusiones sacadas a lo largo de la realización de este Trabajo Fin de Grado.