Simulación Hardware-in-the-Loop y Control en Tiempo Real de un Reactor de Tanque Continuamente Agitado basado en Arduino: An Arduino-based platform for Hardware-in-the-Loop simulation and control of Continuous Stirred-Tank Reactor

An Arduino-based platform for Hardware-in-the-Loop simulation and control of Continuous Stirred-Tank Reactor

Resumen

Los métodos tradicionales de validación para sistemas de control de reactores de tanque continuamente agitado (CSTR, por sus siglas en inglés) presentan un compromiso crítico. Las plataformas comerciales de simulación en tiempo real (HIL, por sus siglas en inglés) son costosas, mientras que las simulaciones de software puro carecen de realismo de hardware. Este trabajo presenta una alternativa de HIL de bajo costo basada en Arduino que utiliza dos microcontroladores interconectados: uno que simula la dinámica del CSTR en tiempo real y el otro que implementa un algoritmo de control de retroalimentación. Para validar la fidelidad, el sistema HIL se compara con un modelo de referencia de MATLAB bajo parámetros de control y escenarios de perturbación idénticos. Los resultados demuestran una desviación despreciable en el seguimiento de la temperatura entre las simulaciones de Arduino y MATLAB. La arquitectura propuesta mantiene la operación en tiempo real a bajas tasas de muestreo con una baja carga computacional, lo que la hace viable tanto para laboratorios educativos como para el prototipado industrial.