LABORATORIO REMOTO PARA SISTEMAS DE CONTROL DISCRETOS MEDIANTE INTERNET DE LAS COSAS (REMOTE LABORATORY FOR DISCRETE CONTROL SYSTEMS THROUGH INTERNET OF THINGS)

Resumen

Resumen
En este trabajo se presenta el desarrollado de un laboratorio remoto de sistemas de control discreto empleando la técnica de Hardware in the Loop (HIL). El laboratorio consta de dos partes principales, la primera es una plataforma HIL integrada por tres elementos, los cuales son un emulador en tiempo real, un controlador PID discreto y una tarjeta de adquisición de datos. El emulador se embebió sobre una tarjeta de desarrollo NI myRIO-1900 empleando el lenguaje de programación grafico de la compañía National Instruments LabVIEW. La principal función del emulador es reproducir el comportamiento de sistemas de primer y segundo orden que representan el proceso en un sistema de control. La plataforma cuenta con una biblioteca de los siguientes procesos preestablecidos: primer orden general, segundo orden general, mecánico de traslación y rotación de masa-resorte-amortiguador, circuito eléctrico RC y RLC, tanque de agitación continua y de motor CD; esta plataforma permite a los usuarios seleccionar y configurar los parámetros de cada uno de los procesos. El controlador PID también es configurable, en este elemento el usuario puede seleccionar el periodo de ejecución y las ganancias proporcional, integral y derivativa de una estructura PID en paralelo. La tarjeta de adquisición de datos empleada fue una NI myDAQ, la cual trabaja sobre la misma plataforma de programación de LabVIEW, esta tarjeta permite monitorear las variables del proceso, recolectando y almacenando los datos que describen la respuesta del sistema de control con una resolución y durante un tiempo definidos por el usuario. La segunda parte del laboratorio remoto es una aplicación web implementada en Android Studio, la cual esta vinculada al igual que LabVIEW a una base de datos en tiempo real desarrollada mediante el software Firebase, esta permite enviar y recibir información entre ambos sistemas. El usuario de esta aplicación tiene acceso mediante su dispositivo móvil con conexión a internet. La aplicación contiene una interfaz que guía al usuario en la configuración de la planta, el controlador y la tarjeta de adquisición de datos.
Palabras clave: Emulador, Hardware in the Loop, Laboratorio Remoto, Controlador PID, Sistemas de Control.

Abstract
This paper presents the development of a remote laboratory for discrete control systems using the Hardware in the Loop (HIL) technique. The laboratory consists of two main parts, the first is a HIL platform made up of three elements, which are a real-time emulator, a discrete PID controller and a data acquisition board. The emulator was embedded on a NI myRIO-1900 development board using the National Instruments LabVIEW graphical programming language. The main function of the emulator is to reproduce the behavior of first and second order systems that represent the process in a control system. The platform has a library of the following pre-established processes: first general order, second general order, mechanical translation and rotation of mass-spring-damper, RC and RLC electrical circuit, continuous stirring tank and DC motor; This platform allows users to select and configure the parameters of each of the processes. The PID controller is also configurable, in this element the user can select the execution period and the proportional, integral and derivative gains of a PID structure in parallel. The data acquisition board used was a NI myDAQ, which works on the same LabVIEW programming platform, this card allows monitoring the process variables, collecting and storing the data that describes the response of the control system with a resolution and for a user-defined time. The second part of the remote laboratory is a web application implemented in Android Studio, which, like LabVIEW, is linked to a real-time database developed using the Firebase software, which allows information to be sent and received between both systems. The user of this application has access through their mobile device with an internet connection. The application contains an interface that guides the user in the configuration of the plant, the controller and the data acquisition board.
Keywords: Emulator, Hardware in the Loop, Remote Laboratory, PID Controller, Control Systems.