Desarrollo de un controlador inteligente difuso para el control de temperatura de moldes de plástico con sistema de colada caliente, monitoreada de forma remota desde la nube con herramientas IoT

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Title: Desarrollo de un controlador inteligente difuso para el control de temperatura de moldes de plástico con sistema de colada caliente, monitoreada de forma remota desde la nube con herramientas IoT
Authors: Hidalgo Llumiquinga, Diego Hernando
Advisor: Pillajo Angos, Carlos Germán
Abstract: This work was carried out in order to establish and design new alternatives for Industry 4.0 systems that allow the control, monitoring and data analysis remotely, using existing equipment in the industrial market, with a self-developed web application. The design of a fuzzy controller is implemented in a Siemens S7-1200 PLC, for the control of two electrical resistors that come to be the cavities of the hot casting mold for plastic injection, these resistors are controlled by solid state relays whose control pulses are performed by the PLC. The connection to the cloud is implemented in a Siemens Simatic IoT2040 device, which is used as a gateway for the connection with a MQTT broker that is installed in a virtual instance in the Google Cloud platform, to allow the publication or subscription of data, which from a web application developed in this work allows the visualization of process variables, historical data, setpoint and system status. Finally, a plant and the control panel were built to perform the tests that allowed concluding that the connectivity of mobile devices and computers from the web application in a public contracted domain, with the temperature control system, presents an insignificant delay in real time and additionally, the fuzzy controller for the temperature system improves the response compared to the classic PID controller, so the developed project is satisfactory and allows scalability to plastic injection systems at an affordable cost and with a customized solution.
Translated abstract: El presente trabajo se realizó con el fin de establecer y diseñar nuevas alternativas para sistemas de Industria 4.0 que permitan el control, monitoreo y análisis de datos de forma remota, usando equipos existentes en el mercado industrial, con una aplicación web de desarrollo propio. Se realiza el diseño de un controlador difuso que es implementado en un PLC Siemens S7-1200, para el control de dos resistencias eléctricas que vienen a ser las cavidades del molde de colada caliente para la inyección de plástico, estas resistencias son controladas mediante relés de estado sólido cuyos pulsos de control los realiza el PLC. La conexión a la nube se implementa en un equipo Siemens Simatic IoT2040, que se lo usa como gateway para la conexión con un broker MQTT que es instalado en una instancia virtual en la plataforma Google Cloud, para permitir la publicación o suscripción de datos, que desde una aplicación web desarrollada en el presente trabajo permite la visualización de las variables de proceso, históricos de datos, control de puntos de consigna y estado del sistema. Finalmente se construyó una planta y el tablero de control para realizar las pruebas que permitieron concluir, que la conectividad de dispositivos móviles y computadores desde la aplicación web en un dominio público contratado, con el sistema de control de temperatura, presenta un retardo poco significativo en tiempo real y adicionalmente, el controlador difuso para el sistema de temperatura mejora la respuesta comparada con el clásico controlador PID, por lo que el proyecto desarrollado es satisfactorio y permite una escalabilidad a sistemas de inyección de plástico a un costo accesible y con una solución personalizada.
Keywords: INGENIERÍA ELECTRÓNICA
ELECTRÓNICA Y AUTOMATIZACIÓN
CONTROL AUTOMÁTICO
APARATOS E INSTRUMENTOS ELECTRÓNICOS
SITIOS WEB
CONTROL DE TEMPERATURA
PLÁSTICOS
Issue Date: 2021
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/20135
Language: spa
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