Interfaz gráfica para una plataforma de simuladores de procesos de uso académico

Abstract

[ES]Hoy en día la mayoría de las industrias requieren de un sistema de control para regular las variables de interés del proceso que se lleve a cabo. Estos sistemas de control en lazo cerrado se implementan mediante algoritmos software, tomando la señal procedente de sensores y enviando la acción de control calculada a los actuadores (bombas, válvulas, motores, etc.). Dado que son sistemas complejos, hay que sintonizarlos y ajustarlos adecuadamente antes de su implementación en una planta real. La simulación digital de sistemas es una disciplina que permite realizar pruebas sobre un sistema y evaluar su desempeño con seguridad y rapidez, siendo útil para poder modificar los diferentes parámetros de ajuste y probar el funcionamiento tanto en lazo abierto como en lazo cerrado. En este Trabajo Fin de Grado se ha desarrollado una interfaz gráfica que permita simular diferentes plantas sencillas e industriales de forma sencilla, para ser utilizada a nivel didáctico por estudiantes que no dispongan de conocimientos avanzados del software utilizado ni de técnicas de modelado y simulación, pero que deseen evaluar el funcionamiento de los sistemas propuestos. La interfaz abarca desde sistemas eléctricos, hidráulicos o mecánicos básicos, hasta una simulación del proceso de fangos activados en una planta depuradora de aguas residuales, considerando los modelos matemáticos BSM1 (Benchmark Simulation Model Nº1). Entre otras cosas, desde la interfaz se puede también realizar comparativas entre diferentes simulaciones, así como guardar los resultados de las sesiones realizadas.

[EN]Nowadays, most industries require a control system to regulate the variables of interest in the process being carried out. These closed-loop control systems are implemented using software algorithms, taking signals from sensors and sending the calculated control action to actuators (pumps, valves, motors, etc.). As these are complex systems, they need to be tuned and adjusted properly before being implemented in a real plant. Digital system simulation is a discipline that allows testing a system and evaluating its performance safely and quickly. It is useful for modifying different tuning parameters and testing the operation in both open-loop and closed-loop modes. In this Bachelor's Thesis, a graphical interface has been developed to easily simulate various simple and industrial plants. It is intended for didactic use by students who may not have advanced knowledge of the used software or modeling and simulation techniques but wish to evaluate the performance of proposed systems. The interface covers a range of systems, from basic electrical, hydraulic, or mechanical systems to a simulation of the activated sludge process in a wastewater treatment plant, considering the mathematical models BSM1 (Benchmark Simulation Model Nº1). Among other features, the interface allows for comparisons between different simulations and saving the results of the sessions conducted