Diseño e implementación de un simulador en tiempo real de una planta piloto de control de conductividad

Abstract

[ES] En este trabajo se implementó un simulador en tiempo real de una planta piloto de control de conductividad. La planta, que se encuentra en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Química y Nuclear de la UPV, consta de dos tanques de almacenamiento, que contienen ácido clorhídrico y agua de red, respectivamente. A su vez, estos cuentan con dos bombas peristálticas que impulsan sendos fluidos a un tanque químico agitado con rebosadero. Es aquí donde, mediante un conductímetro en el interior del tanque, se realiza la medida de conductividad. El sistema cuenta con un sistema de control que controla la conductividad del interior del tanque manipulando el caudal de ácido. El simulador se validó experimentalmente, funcionando tanto en manera manual como automático

En primer lugar, fue necesario obtener las ecuaciones diferenciales características del sistema a partir de los balances de materia. Una vez realizados los balances de materia, se realizó una batería de experimentos para proponer un modelo de conductividad, relacionando la concentración de ácido con la conductividad de la disolución. En última instancia, se procedió a implementar todos los modelos en el instrumento virtual mediante LabVIEW®; el que correspondería al simulador en tiempo real de la planta.

[EN] In this work, a real-time simulator of a conductivity control pilot plant was implemented. The plant, which is located in the laboratories of the UPV's Department of Chemical and Nuclear Engineering, consists of two storage tanks, which contain hydrochloric acid and tap water, respectively. In turn, these have two peristaltic pumps drive fluids to an agitated chemical tank with an overflow. It is here where, by means of a conductivity meter inside the tank, the conductivity measurement is carried out. The system has a control system that controls the conductivity inside the tank by manipulating the flow of acid. The simulator was experimentally validated, operating in both manual and automatic mode.

In the first place, it was necessary to obtain the characteristic differential equations of the system we obtained from the material balances. Once the material balances were determined, a battery of experiments was carried out in order to propose a conductivity model, relating the acid concentration with the conductivity of the solution. Ultimately, all the models were implemented in the virtual instrument using LabVIEW®; which would correspond to the real-time simulator of the plant.