Desarrollo de un controlador predictivo para autómatas programables basado en la normativa IEC 61131-3

Abstract

En este trabajo se describe la implementación de un controlador predictivo (MPC) en un autómata programable (PLC) a través de una librería en MATLAB. La librería toma los datos del sistema y los parámetros del MPC y genera con ello el código del controlador de forma que se minimice el uso de memoria del PLC. El código generado se empaqueta en un archivo que puede ser directamente importado al software de control del PLC. El lenguaje de programación de dicho código sigue la normativa IEC 61131-3. En concreto, el controlador está programado con el lenguaje ST.

El controlador incluye un observador de estado y un estimador de perturbaciones, un steady state target optimization (SSTO), un predictor en bucle abierto y posibilidad de trabajar en modo manual.

Este trabajo proporciona una metodología, basada en el algoritmo FISTA, para resolver el problema de optimización requerido para la implementación del controlador MPC.

En este trabajo también se muestran los resultados de pruebas realizadas sobre el uso de memoria del PLC para sistemas de distintos tamaños, así como un ejemplo de uso del controlador aplicado en el PLC Modicon m340, de la empresa Schneider Electric. El software de control del PLC que ha sido usado, y para el que está programada la librería de MATLAB, es Unity Pro XL.