Diseño y desarrollo de aplicación de gemelo digital de control de flujo y nivel FPC utilizando realidad mixta y aumentada

Abstract

La Escuela de Ingeniería en Computación de ITCA-FEPADE diseñó y desarrolló un gemelo digital con elementos 3D para simular el comportamiento de un Control de Flujo y Nivel. El gemelo digital replica virtualmente el entorno físico de la instalación, incluyendo tanques de almacenamiento, bombas de flujo y sensores, utilizando algoritmos de control Proporcional Integral Derivativo PID, para regular y monitorear el flujo y el nivel de líquido en tiempo real. Esta herramienta permite analizar y optimizar el desempeño del controlador, proporcionando una plataforma segura para pruebas y mejoras sin afectar la operación real, permitiendo la formación práctica y evaluación del aprendizaje de los estudiantes en un entorno controlado y seguro. El gemelo digital fue diseñado y desarrollado utilizando herramientas tecnológicas innovadoras de Realidad Mixta y Aumentada, tales como Vectary, Unity, Vuforia y Visual Studio. Tomando como base un modelo matemático del proceso, se creó un programa computacional para que a partir de datos de entradas típicas de un control Proporcional Integral Derivativo PID, sea capaz de generar comportamientos similares a los que se producen en el proceso real. Se comprobaron los resultados de forma satisfactoria con pruebas en Matlab y de forma experimental. Al programa se le integraron objetos tridimensionales que en su conjunto conforman el simulador.