Diseño de controladores PID avanzado para el control robusto de una unidad de ósmosis inversa de una planta desalinizadora de agua de mar

摘要

Partiendo de la problemática que implica el incremento significativo de lademanda de agua potable en los últimos años, así como su inminente escasezdebido a las reservas limitadas de agua dulce, se plantea el aprovechamiento delas reservas de agua salada a través del proceso de desalinización medianteósmosis inversa.El presente trabajo tiene como propósito establecer las bases para el desarrollode un sistema de control y su implementación en una unidad de ósmosis inversade una planta desalinizadora de agua de mar. Se requiere de un control efectivode dichas plantas para producir agua potable en la cantidad y calidad requerida,por lo cual es necesario utilizar técnicas adecuadas de control.Dentro de este contexto se plantea una solución desde el punto de vista de laIngeniería de Control y Automatización, desarrollando controladores PIDavanzado basados en el método MIGO para el control robusto de las variablescríticas de una unidad de ósmosis inversa.Para alcanzar éste propósito se realizó una revisión del estado de arte de loscontroladores PID y de los sistemas de control de plantas de ósmosis inversa.Después de analizar dichos sistemas de control y debido a que los controladoresconvencionales no ofrecen un control efectivo, se propone el desarrollo de uncontrolador PID avanzado mediante el método MIGO para su aplicación en unaunidad de ósmosis inversa. Para ello se estudiaron modelos matemáticos quecaractericen el comportamiento dinámico de las variables críticas de una unidadde ósmosis inversa y luego se procedió al diseño de los controladores PIDavanzado.Se diseñaron los controladores PID avanzado basados en el método MIGO luegode haber realizado el desacoplamiento de una unidad de ósmosis. Se simuló elsistema de control con el PID-MIGO en Matlab/Simulink, bajo diferentescondiciones de operación nominal, en presencia de perturbaciones y de señalesruidosas, obteniendo buenos resultados de control y robustez, superando a loscontroladores PID convencionales. Finalmente se realizó una propuesta deimplementación práctica del sistema de control desarrollado, basada en laaplicación de un PLC, una PC y un cliente/servidor OPC.