Abstract:
This degree work addresses the functional reactivation and technological modernization of the electric power generation plant at the FIEC-ESPOL Control Laboratory, which lacked operability and updated documentation. The main objective of this project is to transform said asset into a robust experimental platform for teaching, based on the premise that a distributed control architecture facilitates the validation of complex algorithms; its justification lies in the need to provide students with practical tools for applied research. Methodologically, an exhaustive diagnosis was executed which led to the repair of the PROFIBUS network and the conditioning of the industrial hardware, including a Siemens S7-300 PLC and ET200S peripherals; likewise, the OPC communication standard was implemented to establish a real-time link with the MATLAB/Simulink environment, and PID controllers were designed based on an experimentally identified gray-box mathematical model. As a result, industrial communication was restored, and the system's ability to precisely regulate voltage and frequency against load disturbances was validated, evidencing stable and reliable dynamic performance. Finally, it is concluded that the developed platform constitutes a versatile academic tool that reduces the gap between simulation and industrial implementation, allowing the safe execution of advanced automatic control practices.
Keywords: Power Generation Plant, Real-Time Control, System Identification, OPC, Siemens S7-300 PLC.
Description:
El presente trabajo de titulación aborda la reactivación funcional y la modernización tecnológica de la planta de generación eléctrica del Laboratorio de Sistemas de Control de la FIEC-ESPOL, la cual carecía de operatividad y documentación actualizada. Este proyecto tiene como objetivo principal transformar dicho activo en una plataforma experimental robusta para la docencia, bajo la premisa de que una arquitectura de control distribuido facilita la validación de algoritmos complejos; su justificación radica en la necesidad de dotar a los estudiantes de herramientas prácticas para la investigación aplicada. Metodológicamente, se ejecutó un diagnóstico exhaustivo que derivó en la reparación de la red PROFIBUS y el acondicionamiento del hardware industrial, incluyendo un PLC Siemens S7-300 y periferia ET200S; asimismo, se implementó el estándar de comunicación OPC para establecer un enlace en tiempo real con el entorno MATLAB/Simulink y se diseñaron controladores PID basados en un modelo matemático de caja gris identificado experimentalmente. Como resultado, se logró restablecer la comunicación industrial y se validó la capacidad del sistema para regular con precisión el voltaje y la frecuencia ante perturbaciones de carga, evidenciando un desempeño dinámico estable y confiable. Finalmente, se concluye que la plataforma desarrollada constituye una herramienta académica versátil que reduce la brecha entre la simulación y la implementación industrial, permitiendo la ejecución segura de prácticas de control automático avanzado.
