La Automatización Segura de Carga Industrial: Aplicación de Control Borroso en Grúas

Resumen

La manipulación manual de cargas pesadas en entornos industriales representa un riesgo significativo para la seguridad y limita la eficiencia operativa. Este trabajo presenta el diseño, simulación y validación de un controlador basado en lógica borrosa (FLC) aplicado a un sistema de puente grúa automatizado, con el objetivo de mejorar la seguridad y la robustez ante condiciones variables de carga. Se desarrolla un modelo dinámico no lineal detallado del sistema grúa-carga utilizando el formalismo de Euler-Lagrange, validado mediante simulaciones en MATLAB/Simulink y Factory IO. Se implementan y comparan tres estrategias de control: un controlador clásico en cascada PID-PI, un controlador borroso basado en estructura PID y un controlador borroso fundamentado en conocimiento experto. Los resultados de simulación demuestran que el control borroso, especialmente el basado en conocimiento experto, supera al enfoque convencional en términos de estabilidad, adaptabilidad a variaciones de masa y amortiguación de oscilaciones. Además, el FLC propuesto se implementa con éxito en un autómata programable de bajo coste (Schneider TM221), mediante programación en texto estructurado y comunicación Modbus TCP/IP, demostrando la viabilidad de aplicar control inteligente en entornos industriales reales con recursos computacionales limitados.