Tarea 3 Automatización

Para esta tarea, se nos pidió realizar pruebas con nuestro sistema utilizando Octave. Para esto tengo la función de transferencia que utilicé en el diagrama de bloques del reporte anterior, quitando la constante de proporcionalidad.

Para realizar las pruebas, utilizamos la entrada de temperatura, con la cuál variará de la potencia de salida del ventilador, para esto realicé un programa donde cambio las entradas de temperatura.

 

Para esto grafique para diferentes temperaturas:

T=36°C 

 T=20°C 

 

T=40°C  

T=8°C   

Ahora le agregamos una función de perturbación y un vector de tiempos

Para T=30°C

 

 

 

Para T=40°C con perturbación

 

Sin perturbación:

 

 

 

Sistemas de Transiciones

Sistema: 

Elevador

Componentes del sistema: 

• Elevador: máquina que se encarga de ascender o descender para transportar a la persona de un piso a otro.
• Botones de subir/bajar: se encargan de mandar una señal para saber si el elevador va a ascender o descender.
• Persona: es la persona que utiliza el elevador, para subir o bajar a otro piso. Presiona el botón de ascender o descender.

Cada componente cuenta con estados y acciones.

Elevador

Estados:

• En espera: cuando espera a que la persona presione el botón de subir o bajar.
• En funcionamiento: se dirige al piso donde se encuentra la persona que presionó el botón y cuando la persona se sube se dirige al piso que la persona desee.
• Detención: cuando el elevador se detiene en el piso que presiona la persona.

Transiciones:

• Recibir señal: recibe la señal para dirigirse al lugar donde se encuentra la persona que presiono el botón de Subir/Bajar
• Subir/Bajar: subir o bajar al piso donde se encuentra la persona que presiono el botón  y posteriormente a donde quiere llegar.
• Llegar: llevar a la persona al piso donde desea ir y detenerse.

Posición del elevador:

Estados:

• Arriba: Manda señal al elevador diciendo que va a ascender.
• Abajo: Manda señal al elevador diciendo que va a descender.

Transiciones:

• Ascender: si la persona presiona el botón de subir, el elevador sube/baja a donde se encuentre la persona y asciende al piso deseado.
• Descender: si la persona presiona el botón de subir, el elevador sube/baja a donde se encuentre la persona y desciende al piso deseado.

Persona

Estados:

• Inicio: cuando presiona el botón de subir o bajar.
• Espera: cuando espera a que el elevador llegue a donde se encuentra.

Transiciones:

• Presionar botón Subir/Bajar: cuando la persona llega a un elevador y presiona el botón de subir o bajar.
• Subir/Bajar del elevador: entra al elevador y presiona el botón del piso a donde desea ir o sale en el piso deseado. 

Se realiza un diagrama de transición para ver el comportamiento del sistema en conjunto.

Elevador || Botones || Persona

Estados:

Componente Elevador: A, B, C (detención, espera, en funcionamiento)

Componente Persona: 0, 1(inicio, espera)

Componente Posición del elevador: 0, 1 (arriba, abajo)

Transiciones:

1, 2, 3, 4, 5 (presionar botón, recibir señal, subir, bajar, llegar)

Este diagrama representa el sistema del elevador.

Referencias:

Libro Principles of Model Checking, Christel Baier & Joost-Pieter Katoen.

Laboratorio 4

Dibuje los lugares de las raíces para el sistema:

Resolviendo..

Con esto ya tenemos los lugares de las raíces. Ahora graficando obtenemos..

Análisis de fiabilidad

Para esta tarea se nos pidió buscar una aplicación de lógica predicativa, yo elegí el análisis de fiabilidad de sistemas mediante árboles de fallo.

Árbol de fallo.

Es un método gráfico de análisis de riesgo que tiene como objetivo es conocer los modos de daño y las circunstancias que llevan a un fallo crítico de un sistema.

El análisis mediante árbol de fallos (FTA) se utilza para describir como un mecanismo de degradación puede conducir a un modo de fallo.

Esta basado en un razonamiento deductivo, se tiene una falla y se intenta descubrir todos las posibles circunstancias de funcionamiento del sistema que contribuyen a dicha falla.

¿Qué puede hacerse con un análisis de un árbol de fallo?

• Identificar las causas que pueden provocar el fallo crítico.
• Repartir la probabilidad del fallo entre estados o circunstancias de niveles abajo.
• Identificar caminos hacia el fallo crítico y los puntos débiles del diseño para así buscar acciones para corregirlo.
• Determinar que factores afectan más a la fiabilidad del sistema, así como las modificaciones que se requieran para mejorar esta fiabilidad.
• Evaluar las diferentes acciones de mejora.
• Determinar si la fiabilidad del sistema cumple con el requisito.
• Identificar fallos de causa parecidos.
• Comparar configuraciones de diseño alternativas.

Metodología para el análisis de fiabilidad mediante Árbol de Fallo.

1. Conocimiento y definición del sistema:

• Dibujar los diagramas de bloques funcionales y de fiabilidad del sistema
• Definir el campo de aplicación del análisis
• Definir el fallo que quiere analizarse 

2. Construcción del árbol de fallo:

• Identificar los posibles sucesos y causas (sobre el diagrama de bloques) que conducen al fallo que se analiza.
• Relacionar los sucesos y causas que se identificaron mediante símbolos lógicos, haciendo con esto que se pueda descubrir los caminos lógicos que conduzcan al fallo.
• Determinar el tipo de cada modo de fallo: primario, secundario o impuesto.

3. Evaluación cualitativa y cuantitativa del árbol de fallo:

Fallo. El árbol de fallo es un modelo cualitativo (lógico) que puede evaluarse cuantitativamente (numericamente).

Este método se utiliza normalmente por instalaciones nucleares, aeronáuticas y espaciales, así como también en la evaluación de riesgos de otras industrias como la química, electrónica, petroquímica, etc.

Para que el árbol de fallos sea eficaz, debe elaborarse por personas profundamente conocedoras de la instalación o proceso de analizar y que también conozcan el método y tengan experiencia en él. 

Los árboles de fallos también se utilizan para evaluar la probabilidad de fallo en sistemas y componentes en donde la probabilidad de fallo es una combinación de varios factores. Debido a esto, la explotación de un árbol de fallos se puede limitar a un tratamiento cualitativo o extenderse hasta una cuantificación de probabilidades de ocurrencia del evento estudiado.

Ejemplo de árbol de fallos para un sistema de bombeo de agua:

Referencias:

http://www.hernandezsola.net/telecos/fiab/docs/ETSETB%20Fiabilidad.%20Tema%203-2-Fiab.pdf

Reporte 2. Diagrama de bloques

Para esta semana se nos pidió que realizáramos un diagrama de bloques de nuestro proyecto.

En el reporte pasado, se realizó una función de transferencia, la tuve que volver a realizar ya que las entradas y salidas debían ser funciones en tiempo.

Como entrada utilizaré la fórmula de enfriamiento de Newton, donde la velocidad de enfriamiento de un cuerpo en un ambiente frío cuya temperatura es Tm es proporcional a la diferencia entre la temperatura instantánea del cuerpo y del ambiente. Entonces mi ecuación de salida sería la siguiente:

Para la salida, utilizaré la formula de potencia, que dice que la potencia es directamente proporcional a la diferencia de potencia entre dichos terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.

Sustituimos en la función de transferencia y quedaría lo siguiente:

Mi proyecto consiste en controlar la velocidad de un  ventilador, dependiendo de la temperatura que haya en el lugar.

Los componentes de mi proyecto serán:

• ·        Sensor. Un sensor de temperatura para detectar la temperatura del lugar.
• ·   Microcontrolador. Se usará para controlar la entrada de la planta. Puede usarse un amplificador donde la ventilación forzada producirá un ruido imposible de escuchar cuando el equipo se encuentre a buena potencia de salida, en cambio cuando la potencia sea baja o no haya potencia, los ventiladores harán ruido.
• ·        Planta. Sistema que será controlado.

La entrada es la temperatura que haya en el lugar T(s) y la salida es la velocidad del ventilador S(s).

T)

Diagrama de bloques.

Utilizando algebra de bloques:

Referencias:

http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r71540.PDF