Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
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- Metodología para la automatización de procesos en la pequeña y mediana empresa(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2005-12-01) Flores Pelcastre, Juan; Flores Pelcastre, Juan; Narváez Castellanos, Carlos; Morales Menéndez, Rubén; Guedea Elizalde, Federico; Programa de Graduados en Ingeniería; Campus MonterreyLa tendencia mundial hacia la globalización de mercados coloca a la industria mexicana, especialmente a la pequeña y mediana empresa, en un entomo nuevo y cambiante. En este contexto, la condición fundamental para alcanzar el éxito es la competitividad de sus productos y servicios, asi como su eficiencia operativa. La automatización es una técnica que puede ser usada para reducir costos y/o mejorar la calidad y al mismo tiempo incrementar la velocidad de manufactura. Mucho se ha realizado al respecto, sin embargo estos trabajos tienen un enfoque académico, sin tomar en cuenta las verdaderas necesidades del pequeño y mediano empresario. Este trabajo propone una metodología validada en aplicabilidad por pequeños y medianos empresarios, en un lenguaje claro y sencillo, la cual sirva de apoyo para las necesidades y la toma de decisiones de las empresas durante el proceso de automatización.
- Control de Procesos Multivariables de Alto Orden con Dinámicas Disímiles-Edición Única(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2002-05-01) Jasso Córdoba, Fausto Maurillo; Narváez Castellanos, Carlos; Sánchez Chavez, Irma Yolanda; Ramirez Mendoza, Ricardo; ITESM-Campus Monterrey; Viramontes Brown, FedericoEl control multivariable en procesos que cuentan con tiempos muertos muy distintos es normalmente una tarea difícil. Una de las estrategias para controlar este tipo de procesos es IMC (Infernal Model Control). Sin embargo, debido a que el IMC depende ampliamente de la exactitud en la identificación del proceso real, y los modelos que representan al proceso son en la mayoría de los casos ecuaciones de primer orden, la calidad en el desempeño del sistema de control se ve reducida. Aunado a lo anterior, en IMC es necesario invertir el modelo de los procesos, esto provoca que cuando se trabaja con procesos que incluyen tiempo muerto es necesario remover la parte que representa al tiempo muerto, decrementando aún más la calidad del sistema. Otra opción para el control de procesos multivariables es controlando a cada proceso de manera independiente, como un sistema SISO. La desventaja aquí es que la señal de salida del lazo es afectada por una señal de perturbación provocada por la interacción de otros lazos. Para este problema se emplea una etapa de desacoplamiento, que consiste en la implementación de bloques(desacopladores) a las entradas del proceso, cuyo objetivo es la cancelación del efecto provocado por la interacción de otro lazo. Pero cuando el grado de interacción entre los lazos es muy fuerte, o los tiempos muertos en los procesos de la matriz son muy disímiles, el desempeño de los bloques de desacoplamiento es muy pobre, esto es muchas veces debido a la imprecisión de los modelos con los que el desacoplador es diseñado, o a la mala aproximación del tiempo muerto que se usa. En este trabajo, se propone el uso de modelos de segundo orden en los desacopladores para de esta manera mejorar su desempeño. En cuanto al control mediante el uso de la estructura IMC, se pretende minimizar los factores que provocan las desventajas en su aplicación, como por ejemplo la pobre calidad en la identificación de la planta. Además, se usa una aproximación para el tiempo muerto, que a diferencia de la aproximación de Padé, carece de ceros en el lado derecho, es decir, el modelo de la planta podrá ser invertido sin ningún problema. Con estas nuevas herramientas de identificación, se evalúa la calidad en el control de procesos multivariables con dinámicas disímiles y se compara con las estrategias de control tradicionales, las cuales emplean modelos de primer orden y omiten en muchos casos la representación del tiempo muerto. Esto podría mejorar en gran medida la calidad en sistemas de control multivariable de procesos con dinámicas disímiles y acopladas. Los resultados de control son únicamente simulados. Para dichas simulaciones, se emplea el paquete informático simulink.
- Diseño e implementación de un nuevo controlador de tres parámetros usando modelos de alto orden(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2002-05-01) Ramírez Brambila, Salvador Eduardo; RAMIREZ BRAMBILA, SALVADOR EDUARDO; 271980; Narváez Castellanos, Carlos; Viramontes Brown, Federico; Niño Juárez, Elvira del Rosario; Limón Robles, Jorge; Tecnológico de Monterrey, Campus Monterrey; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Ingeniería y Arquitectura; Campus MonterreyEn una investigación preliminar desarrollada por Narváez y Sánchez (1), se presentó una técnica de identificación de procesos en forma gráfica, con el objeto de obtener un modelo de segundo orden con tiempo muerto. En esos estudios se observó que los procesos identificados como un sistema de alto orden presentan mejores beneficios, además se iniciaron los primeros desarrollos de un controlador que pueda aprovechar las ventajas del nuevo modelo. Actualmente se cuenta con distintos algoritmos de control que van desde elementos tan básicos como un control proporcional hasta estrategias de control moderno como IMC o Espacio de Estados. En cuanto más complejo es el algoritmo de control, las ventajas que presentan se van incrementando. Sin embargo, en muchas ocasiones esta complejidad no es de la misma proporción de las ventajas obtenidas, además de la necesidad de contar con un experto que desarrolle, modifique, ajuste e implemente el control. En este trabajo se presenta el desarrollo de un controlador a partir de los parámetros obtenidos mediante una identificación gráfica con el método NS4 (1). La estructura de control que se utilizó se desarrolla a partir de la estrategia de un Modelo de Control Interno "IMC", el cual se estructura en un algoritmo de uso fácil y con tres parámetros adimensionales de ajuste, que inician en valores propuestos de operación con el objeto de incrementar su sencillez. Además, el controlador que se propone se ha sometido a pruebas de simulación, de sensibilidad y robustez, así como a un desarrollo computacional que permite la implementación del controlador en un proceso real.
- Diseño e Implementación de los Algoritmos de Adaptación para Tres Parámetros de Un Controlador de Procesos de Alto Orden(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 01/12/2002) Calleja Bernal Mendoza, Fernando; Narváez Castellanos, Carlos; Niño Juárez, Elvira del Rosario; Ramírez Mendoza, Ricardo; ItesmEn investigaciones anteriores a la presente, Narváez y Ramírez [1] desarrollaron un controlador de tres parámetros basado en modelos de segundo orden diseñado con la estructura IMC (controlador de modelo interno, por sus siglas en inglés). En este trabajo se proponen algoritmos de adaptación para los tres parámetros del controlador propuesto por Narváez y Ramírez, con el objetivo de tener un mejor desempeño del controlador y sustituir la necesidad de una sintonía. Los algoritmos que se proponen son combinaciones de algoritmos lineales y exponenciales. Las combinaciones de los algoritmos se prueban ante una planta nominal utilizando el programa de simulación Matlab-Simulink, después de un primer análisis se realiza una modificación al controlador original por no presentar una mejoría sustancial en presencia de la adaptación. Utilizando el controlador corregido y la combinación de tres algoritmos lineales para la adaptación de los parámetros se obtiene un mejor desempeño en comparación con el controlador original de parámetros fijos. El controlador de parámetros adaptables se somete a pruebas de robustez en simulación cambiando los parámetros de la planta que se desea controlar. Además, el controlador se implementa en el programa Lab Windows CVI para comprobar los beneficios de éste contra sintonías tradicionales, al controlar un proceso físico.
- Un Nuevo Método de Identificación de Procesos Continuos no Oscilatorios de Alto Orden(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2001-01-05) Sánchez Careaga, Francisco J.; Narváez Castellanos, Carlos; Niño Juárez, Elvira; Ramírez Mendoza, Ricardo A.; ITESMLos procesos continuos con tiempo muerto, generalmente han sido representados utilizando modelos de primer orden con tiempo muerto (FOPDT). Para este modelo, los parámetros pueden ser estimados gráficamente utilizando la gráfica de la respuesta del proceso, al aplicársele un escalón en la manipulación del mismo. Para procesos de alto orden, los modelos FOPDT dan pobres resultados y los modelos de segundo orden con tiempo muerto (SOPDT) son los más indicados para responder a las necesidades de identificación. Sin embargo, no existe un método gráfico sencillo para estimar los parámetros del modelo SOPDT. En esta investigación se presenta un método gráfico sencillo para estimar los parámetros del modelo de segundo orden con tiempo muerto. El método consiste en la lectura de cuatro puntos de la gráfica de respuesta del proceso real al aplicársele un cambio tipo escalón en la manipulación. De esas lecturas se estiman los valores del tiempo muerto, de la ganancia, y de las constantes de tiempo del modelo SOPDT. Además, en este escrito se sugiere una forma alternativa de aproximar el tiempo muerto de los modelos, para evitar tener ceros inestables en las ecuaciones de los controladores. Por Último se presenta un controlador diseñado con la filosofía del IMC para probar las bondades de la utilización de un modelo más exacto y una mejor aproximación del tiempo muerto en el control de un proceso.
- Metodología para el análisis y/o diseño de control supervisorio de procesos(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2000-07-01) Tea Díaz, Shiana Teresa; Narváez Castellanos, Carlos; Limón Robles, Jorge; Ramírez Mendoza, Ricardo A.; Programa de Graduados en Computación, Información y Comunicaciones; División de Graduados e Investigación; Campus MonterreyEl control supervisorio de procesos se define en el presente trabajo como el organizar de una manera inteligente y sistemática cada flujo de información que exista en la planta con el objetivo de proporcionar la información adecuada y necesaria a quien toma decisiones en la planta, y asegurar que éste pueda implementar sus decisiones de forma eficiente. Tomando en cuenta esta definición y mediante un estudio, se confirma que muchas industrias cuentan con un concepto erróneo de control supervisorio y por tanto una implementación ineficiente e inadecuada del mismo. El objetivo de este trabajo proponer una metodología sistemática para el análisis y/o diseño de sistemas de control supervisorio a partir de las necesidades de los tomadores de decisiones e información de calidad, asumiendo que la organización cuenta con la automatización necesaria para dar soporte al sistema.
- Desarrollo de una metodología de selección de instrumentos para automatización(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2000-05-01) Mendoza Ortiz, Ángel Javier; Narváez Castellanos, Carlos; Scheel Mayemberger, Carlos; Limón Robles, Jorge; Morales Menéndez, Rubén; Programa de Graduados en Computación, Información y Comunicaciones; División de Graduados e Investigación; Campus MonterreyEn la industria nacional, el proceso de selección de los instrumentos para el desarrollo de la automatización no se ha establecido de manera sistemática. Según una encuesta realizada por el Centro de Automatización Industrial del ITESM (apéndice B) a una muestra de 25 empresas, el proceso de selección está basado en un 62% en las sugerencias de los proveedores, no en base a una secuencia técnica propuesta por la empresa. Esto genera en algunas ocasiones, que los equipos seleccionados no cumplan con algunas de las especificaciones requeridas por los ingenieros o técnicos encargados de la automatización, lo que trae como consecuencia que la implantación de algún proyecto se retrase debido a la necesidad de seleccionar otro instrumento. Este punto afecta a la empresa de dos maneras: uno, que comienzan a existir incumplimientos con las especificaciones de diseño del automatismo; y dos, en el aspecto económico debido a demoras en la realización del proyecto y reinversión en equipo. En este trabajo se desarrolla una metodología de selección de instrumentos para automatización, con la cual puede realizarse de manera integral y sistemática el proceso de selección basado en criterios técnicos de diseño. Uno de los pasos iniciales para el desarrollo de esta metodología fue la tarea de clasificación de los diferentes tipos de instrumentos para presentarlos de acuerdo a su función dentro de la lógica de acciones de control en un automatismo. Esto proporciona una gran ayuda al momento de realizar la búsqueda de algún instrumento y aporta una manera de organizar la documentación. La metodología cuenta con un desarrollo en 4 etapas. El seguimiento de las mismas genera un marco de referencia para conocer las características de los equipos requeridos y a su vez, establece un formato para el documentado de los instrumentos seleccionados. Con esto, el proceso de selección queda fundamentado en bases de diseño y características técnicas, lo que da soporte a los resultados obtenidos en el proceso de selección.
- Diseño de un control digital desacoplante para el control de nivel y temperatura(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 1996-12-01) Olvera Martínez, Gerardo de Jesús; Narváez Castellanos, Carlos; Viramontes Brown, Federico; Morales, Rubén; Palomera, Francisco; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Graduados e Investigación; Campus Monterrey
- Control de procesos multivariables no lineales empleando lógica difusa(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 1995-12-01) Marín Corral, José Enrique; Narváez Castellanos, Carlos; Viramontes Brown, Federico; Morales Menéndez, Rubén; Limón Robles, Jorge; Programa de Graduados en Ingeniería; División de Graduados e Investigación; Campus MonterreyLos procesos involucrados en ramas como la Ingeniería Química resultan ser de naturaleza no lineal; algunos de ellos, como los procesos de destilación, presentan fuertes no linealidades y acoplamiento entre variables de proceso. Típicamente, las técnicas convencionales de control usadas en este tipo de equipo tienen involucrados controladores del tipo PID (Proporcional-lntegral Derivativo). Su uso está restringido a sistemas con comportamientos lineales o a actuar en áreas de operación cercanas a la linealidad para poder obtener un buen desempeño. Pero cuando se presentan las características descritas en el párrafo anterior, se vuelve necesario buscar nuevas alternativas de control para un mejor desempeño del lazo cerrado del sistema. En los últimos años, los conceptos de la lógica difusa han sido aplicados al control de procesos complejos teniendo como premisa básica el uso del conocimiento experto de un ser humano para inferir la acción de control que debe actuar sobre el proceso a controlar. Por ejemplo, si el nivel de un tanque está "muy" por debajo de su valor de referencia, hay que abrir "mucho" la válvula que alimenta al tanque. El modelo utilizado en este trabajo fue el fondo de una columna de destilación binaria del sistema etanol-agua. Las variables de proceso que se controlan en este sistema son el nivel de inundamiento y la temperatura del retenido de esta sección. Dichas variables demuestran estar acopladas entre sí solo en una de las direcciones, es decir que al mover el valor de la temperatura del residuo se modifica el nivel de inundación, y en el caso contrario no se observó acoplamiento.