Control de orden fraccionario del nivel y temperatura del proceso tanque con agua

• Autor: Hernandez Garagatti, Juan José
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2026
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/564
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/564
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Sistemas de control automático; Control de temperatura; Profundidad del agua; Temperatura del agua; Tanques; Automatic control systems; Temperature control; Water depth; Water temperature; Tanks; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.01

En el presente trabajo de tesis, se implementa un sistema de control multivariable de orden fraccionario para controlar simultáneamente el nivel y la temperatura en el interior de un tanque con agua. A este tanque ingresan un flujo de agua fría y otro de agua caliente mediante dos tuberías, las cuales se mezclan en el tanque y producen un flujo de agua tibia para ser usado posteriormente. Este proceso, llamado tanque con agua, tiene los flujos de agua fría y caliente como entradas, manipulados mediante dos válvulas de control y las salidas son el nivel del tanque y la temperatura del agua de salida. El principal desafío de esta tesis es la interacción de las variables, ya que el control del nivel influye en la temperatura y viceversa. Este problema de interacciones no puede resolverse mediante lazos individuales de control, debido a que el proceso presenta un comportamiento complejo que no se adapta a controladores convencionales. Para llevar a cabo esta implementación, se desarrolla un sistema de control PID de orden entero, el cual sirve como base para el diseño del controlador de orden fraccionario. El sistema de control de orden entero se diseña utilizando el modelo matemático del proceso. Ambos se programan e implementan en un controlador industrial ControlLogix de la marca Allen Bradley. Finalmente, se presenta la metodología de operación de los algoritmos y se muestran los resultados experimentales, los cuales demuestran que el control de orden fraccionario supera en desempeño al control de orden entero.