Aplicaciones Efectos Medición Controladores Logica Difusa Ejemplo

1. Control de Humedad

2. Introducción
Muchos procesos industriales como los textiles,
madereros o químicos son muy sensibles a la
humedad, por esta razón es necesario controlar
la cantidad de vapor de agua presente en estos
procesos.

3. Definiciones de Humedad
 Humedad Ambiental: Cantidad de vapor de
agua presente en el aire, se expresa en gramos
de agua por unidad de volumen (g/m3)
 Humedad Relativa: Es la relación porcentual
entre la cantidad de vapor real que contiene el
aire con la que necesitaría para saturarse a
igual temperatura

4. Humedad Relativa
RH=P(H2O)/P*(H2O)
Donde:
RH=Humedad Relativa
P(H2O)=Presión parcial de vapor de agua en la
mezcla de aire.
P*(H2O)=Presión de saturación de vapor de agua
a la temperatura de la mezcla de aire

5. Aplicaciones
 Sistemas de Aire Acondicionado.
 Control de Refrigeración.
 Monitoreo de Líneas de Suministro.
 Equipos Envasadores.
 Producción de papel.
 Industria Farmacéutica.
 Invernaderos.
 Humectantes.
 Secadores.

6. Aplicaciones
El control de
humedad es
fundamental
en cualquier
proceso de
almacenaje.

7. Efectos de la Humedad
 La condensación de vapor de agua produce
un falso positivo (corriente de fuga) en los
sensores.
 Altera el tiempo de respuesta de los
instrumentos de medición.

8. Medición de Humedad
La humedad puede ser medida usando
materiales que absorben el vapor de agua,
produciendo un cambio en sus características
detectadas por la medición de calor latente,
punto de rocío o absorción de microondas.

9. Instrumentos de Medición
Sensor de Humedad
Mide la presión parcial de vapor de agua en el
gas de que se trate y la presión de saturación del
vapor, a una temperatura dada y es expresada
como un porcentaje.

10. Instrumentos de Medición
Higrómetro: dispositivo que indirectamente
mide humedad detectando cambios físicos o
eléctricos en las propiedades de los materiales.
Psicrómetros: instrumento usado para
determinar la humedad relativa utilizando la
diferencia entre la temperatura húmeda y la
temperatura ordinaria.

11. Instrumentos de Medición

12. Controladores
Regulan la
humedad
relativa a un
valor apropiado
de trabajo(Set
Point) a través
de un actuador.

13. Actuadores
Reciben señales de los
controladores con el
propósito de reducir el
error.(Fuente de aire
húmedo, secador,
humidificador)

14. Lógica Difusa (Fuzzy Logic)
La lógica difusa tiene un rol vital en el control de
procesos de humedad, esto se debe a la
complejidad del proceso y a su alta no
linealidad.
Ofrece salidas de una forma veloz y precisa
disminuyendo así las transiciones de estados
fundamentales en el entorno físico que
controle.

15. Controlador Difuso
En esencia un controlador lógico difuso,
contiene un algoritmo que es capaz de
convertir una estrategia de control lingüística en
una estrategia de control automático.
El objetivo de este controlador es resolver
problemas complejos de control a partir de
soluciones simples.

16. Componentes del Control Difuso
 Esta constituido por 4 principales elementos

17. Componentes del Control Difuso
Base de Conocimientos:
Esta formada por una base de datos y un
conjunto de reglas difusas que suelen
representarse en forma de tabla

18. Componentes del Control Difuso
Codificación:
Bloque en el que cada variable de entrada se le
asigna un grado de pertenencia a cada uno de
los conjuntos difuso que se han considerado
previamente

19. Componentes del Control Difuso
Sistemas de Inferencia:
Es el boque mediante el cual los mecanismos de
inferencia relacionan los conjuntos difusos de
entrada y salida simulando el proceso de decisión
humano.

20. Componentes del Control Difuso
Decodificación:
Es el bloque donde se convierten los conjuntos
difusos de la variable de salida que resultan del
proceso de inferencia en información precisa
expresada mediante un valor nítido.

21. Actuación de Control Difuso
Ejemplo
Control de Humedad y temperatura de un
invernadero, para ello contamos con:
- Un sensor de humedad con un rango de
funcionamiento de 0% y 100% de
humedad relativa, con una precisión de
centésimas.

22. Ejemplo
Las variables lingüísticas de entrada para la
Humedad serian:
Se asumen 5 términos:
Muy Baja(MB); Baja(B); Normal(N); Alta(A) y Muy
Alta(MA)

23. Grafica de la Humedad

24. Tabla de Reglas
Reglas de inferencia difusa que contiene la base de
conocimientos

25. A partir de estas definiciones se calcula la salida
del sistema de control si por ejemplo tenemos
como dato de entrada lo siguiente:

26. El valor nítido de humedad 65% se corresponde
con un grado de pertenencia 0.5 para el
conjunto difuso de Humedad Alta y con un grado
de pertenecía 0.33 para el conjunto difuso
Humedad Muy Alta y cero al resto de funciones
de pertenencia.
Una vez tenemos los datos codificados,
procedemos a usar las reglas difusas.

29. Una vez tengamos los cuatro conjuntos difusos
de salida debemos decodificar para saber
cuanto debemos subir o bajar la calefacción.
Utilizando el método de Centroide para
decodificar el conjunto difuso de salida se
observa que el valor decodificado es -2.125 C,
es decir que se ejecutara una acción que hará
bajar 2.125 C la temperatura del invernadero.

30. Función de pertenencia del conjunto difuso de
salida y resultado de la decodificación.