Proyecto de control y supervisión mediante PLC Siemens S7-1500 de una caldera de generación de vapor simulada mediante software-in-the-loop

Abstract

[ES] El objetivo de este TFM es el diseño del sistema de control y supervisión de una caldera de generación de vapor. Se trata de un proceso multivariable altamente acoplado que se utiliza como benchmark de control. Dado que no se dispone físicamente del proceso, este se simula dentro del propio PLC de control mediante la técnica SIL (Software in the Loop) a tiempo real. Esto quiere decir que el simulador del proceso calcula las salidas del proceso en un tiempo de muestreo establecido para comprobar el correcto funcionamiento del controlador diseñado. El controlador se implementa en un PLC S7-1500 que estará formado por controladores de tipo PID. Los parámetros del PID se ajustan mediante optimización usando un Algoritmo Genético implementado en Matlab/Simulink. Para visualizar el estado del proceso se diseñará un HMI en TIA Portal.

[CAT] L'objectiu d'aquest TFM és el disseny del sistema de control i supervisió d'una caldera de generació de vapor. Es tracta d'un procés multivariable altament acoblat que s'utilitza com benchmark de control. Ja que no es disposa físicament del procés, aquest es simula dins del propi PLC de control mitjançant la tècnica SIL (Software-In-the-Loop) a temps real. Açò vol dir que el simulador del procés calcula les eixides del procés en un temps de mostreig establert per comprovar el correcte funcionament del controlador dissenyat. El controlador s'implementa a un PLC S7-1500 que estarà format per controladors de tipus PID. Els paràmetres del PID s'ajusten mitjançant optimització usant un Algoritme Genètic implementat a MATLAB/Simulink. Per visualitzar l'estat del procés es dissenyarà un HMI a TIA Portal.

[EN] The objective of this TFM is the design of the control and supervision system of a steam generation boiler. It is a highly coupled multivariable process that is used as a control benchmark. Since the process is not physically available, it is simulated within the control PLC itself using the SIL (SoftwareIn-the-Loop) technique in real time. This means that the process simulator calculates the process outputs in a set sampling time to check the correct operation of the designed controller. The controller is implemented in a S7-1500 PLC that will be made up of PID-type controllers. The PID parameters are adjusted by optimization, using a Genetic Algorithm implemented in MATLAB/Simulink. To display the process status, an HMI will be designed in the TIA Portal.