Desarrollo de un sistema de control en tiempo real para PC-104

Abstract

La ingeniería de sistemas se ha visto muy favorecida en los últimos años gracias a los pasos agigantados a los que han evolucionado las tecnologías eléctricas y eléctronicas, además de la informática. La automatización y el control de sistemas ven cada vez menos límites en cuanto a la resolución de procesos complejos, la necesidad de potencia de cálculo o incluso la accesibilidad al hardware necesario. Pero para que exista este avance se necesita un aspecto esencial: la síntesis de la tecnología y los conocimientos que permite a los nuevos ingenieros adquirir rápidamente el estado actual para seguir mejorando poco a poco el futuro. En este proyecto se va a realizar una síntesis de la programación de controladores con la informática industrial de tiempo real. Generalmente los microprocesadores electrónicos en los que se programa la ejecución de controladores no disponen de precisión o de garantía suficiente para sistemas de tiempo crítico debido a la incertidumbre que ocasiona el sistema operativo y otros programas o servicios que se realizan en segundo plano. Las funcionalidades de tiempo real ofrecen solución a este tipo de sistemas que necesitan un control muy estricto, preciso y ligado al tiempo. El logro fundamental de este proyecto consiste en la realización de una librería informática en C++ que facilita un gran número de funciones y propone una estructura de programación sencilla e intuitiva para que el futuro ingeniero de control realice controladores en tiempo real sin que deba conocer ni estudiar la compleja programación informática interna. Esta librería se ha programado en un PC-104, que es una computadora o sistema empotrado recomendado para trabajar en tiempo real. Además, tanto el sistema operativo Ubuntu como todas las aplicaciones en las que se ha apoyado el desarrollo del proyecto son software libre para maximizar la accesibilidad. También se han realizado ejemplos y programas sencillos que tienen como objetivo facilitar el entendimiento y uso de la librería a sus futuros usuarios. Por último, se han implementado controladores predictivos más complejos que integran la librería del proyecto con la herramienta matemática y de control ACADO Toolkit con el objetivo final de demostrar la utilidad del tiempo real en sistemas mayores.