INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS
LABORATORIO DE INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL EN PLANTAS DE PROCESOS
PROFESOR: JOSÉ TZONTECOMANI ROMERO
PRÁCTICA 5 “Re!"e#$ %e "& '(&#)(*$%() %e %( !(+'+(&e,
GRUPO: 5IV-.
SECCIÓN .
ALUMNO: GARC/A BALDERAS JOSÉ MANUEL
N( DE BOLETA: .0112.0.03
FEC4A DE ENTREGA: .-05.015
Práctica 5: Respuesta de un controlador de dos posiciones Objetivo:
Determinar el efecto del cambio de carga en la respuesta de un controlador de dos posiciones.
Introducción: ¿Qué es un controlador de dos posiciones? Control: es
proceso consiste en mantener constantes ciertas variables, prejadas de antemano. Las variables controladas pueden ser, por ejemplo: Presión, Temperatura, Nivel, Caudal, umedad, etc. !n sistema de control es el conjunto de elementos, "ue #ace posible "ue otro sistema, proceso o planta permane$ca el a un programa establecido. %n
un
un
sistema
de
dos
posiciones el elemento nal de control tiene solamente como su nombre lo indica dos posiciones jas &encendido' ( &apagado' o bien &todo' ( &nada', o tambi)n control *+N-. %stando limitado con esto a solamente posiciones, el controlador proporciona demasiada o mu( poca corrección al sistema.
¿Cuál es su función co!porta!iento? %l control -N/-00 es no lineal ( proporciona a su salida valores jos "ue corresponden a conectadodesconectado, seg1n "ue la se2al de error sea positiva o negativa. +nicialmente el error es positivo ( el control se activa 3-N4 #asta llegar al valor deseado, el error se #ace negativo ( el controlador pasa a -00. %l proceso se repite continuamente. !na oscilación continua r5pida puede provocar un desgaste e6cesivo del actuador de una v5lvula.
Como se puede apreciar en la gura abajo mostrada, donde: a4 Diagrama a blo"ues de un controlador s7 8 no b4 Diagrama a blo"ues de un controlador de s7 8 no con brec#a diferencial o $ona muerta
"rec#a diferencial
m3t4
se2al de salida del controlador
m3t4 9 ; para e3t4 < = 9 para e 3t4 > = ; ( 9 constante ?eneralmente el valor m7nimo es igual a cero o igual a ;. De esta forma, la variable controlada debe moverse continuamente entre los dos l7mites re"ueridos ( #acer "ue el elemento de control se mueva de una posición ja a la otra, como se aprecia en la siguiente gura.
?eneralmente el valor m7nimo es igual a cero o igual a ;.
Para evitar una conmutación e6cesivamente frecuente, se introduce un retardo en la entrada, este efecto conocido como #ist)resis. La #ist)resis provoca "ue la se2al de error debe superar 3brec#a diferencial, antes de "ue se produ$ca la conmutación. %stando limitada a dos posiciones, esta acción de control proporciona demasiada o mu( poca corrección del sistema, por lo "ue la salida oscila continuamente alrededor del valor deseado. Cuando #a( un tiempo muero, la capacitancia del proceso o la velocidad de reacción del proceso correspondiente ad"uieren gran in@uencia en la amplitud del ciclo. Como se muestra en la gura. A+++.B. los dos sistemas controlados, con el mismo tiempo muerto pero diferentes velocidades de reacción.
$u!ento del periodo del ciclo •
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•
umenta con una velocidad de reacción menor. umenta con los atrasos en la transmisión. umenta con el tiempo muerto. umenta con la diferencial del controlador.
$u!ento de la a!plitud del ciclo • • • •
umenta con una velocidad de reacción ma(or. umenta con atrasos de la transmisión. umenta con el tiempo muerto. umenta con la diferencial del controlador.
%ra&cas On'O(
!na v5lvula accionada por solenoide concuerda perfectamente con un sistema apagado /encendido
?r5co de la apertura de la v5lvula vs. Temperatura Temperatura variable controlada valor de referencia ;=o0
C$R$C)*R+,)IC$,-
?r5ca del valor medio de la temperatura vs tiempo ( apertura de la v5lvula vs tiempo
•
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%ste tipo de control es mu( sencillo ( es mu( utili$ado en la industria principalmente en la regulación de temperatura. Puede ser de tipo neum5tico, el)ctrico o mec5nico. %l diferencial se usa con el n de disminuir el uso e6cesivo del mecanismo de control ( es menor del de la escala total. *e representa un controlador on/oE de temperatura en un intercambiador de calor a trav)s de un sistema de contactos comandados por medio de un tubo de Fourdon. *e caracteri$a por un ciclo continuo de variación de la variable controlada. Los controladores on/ oE #an sustituido a los relevadores convencionales utili$ados en la industria. Los controladores de dos posiciones m5s usados son del tipo el)ctrico o electrónico. *u acción en c7clica, en condiciones ideales la magnitud de variación de la variable controlada es mu( pe"ue2a. a( un pe"ue2o cambio en la variable, es decir un diferencial dentro del cual el elemento nal de control mantiene sus posiciones e6tremas. %ste tipo de controlador solo acepta dos posiciones, encendido o apagado.
.*/)$0$, •
Fajo precio de instalación
•
05cil instalación ( mantenimiento
•
mplia utili$ación en procesos de baja precisión
•
Los atrasos de transmisión ( tiempo son despreciables. La velocidad de respuesta del proceso es lenta.
•
Los atrasos de control ( de medición son pe"ue2os.
•
Los cambios de carga no son grandes o frecuentes.
•
%conómico
1*,.*/)$0$, 1*,.*/)$0$,
Poco precisos Desgaste del elemento nal de 1esarrollo *2peri!ental control. ;. bra el aire de suministro a = psig. . Colo"ue el punto de ajuste entre = ( G=.calidad en el Poca B. rran"ue la bomba con la v5lvula de descarga del tan"ue de medición. semiabierta. %speres #asta "ue el proceso se #aga producto repetitivo 3H= de carga4. G. note los datos de nivel m7nimo ( m56imo 3para establecer la diferencial4. terminado. H. Con un cronómetro, tome el tiempo "ue tarda el nivel en llegar del l7mite inferior de la diferencial, al l7mite superior 3tres No recomendable lecturas4. I. Tome a#ora el tiempo cuando el nivel se mueve del l7mite superior al inferior 3para establecer el tiempo del periodo4. para procesos de alto riesgo. • • • •
• Poco precisos Desgaste del elemento nal de control. Poca calidad en el producto• terminado. No recomendable para procesos de alto riesgo
•
•
J. Kepita los pasos G, H ( I con la v5lvula de descarga totalmente abierta 3;== de carga4. . %fect1e nuevamente todo el proceso para un punto de ajuste entre I= ( = por ciento.
M. Trace las cuatro gr5cas 3nivel contra tiempo4 ( obtenga las conclusiones por cambio de carga en demanda ( en posición del punto de ajuste.
Datos para la construcción de gr5cas
Demanda L7mite alto
L7mite bajo
Tiempo bajando 3seg4
Tiempo subiendo 3seg4
Corridas
*.P
;
G=
H=
GB.
B.
J
;B.H
G=
H=
GB.
B.
J.H
;G
B
G=
H=
GB.
B.
;B.H
;
=
;==
;.J
JJ.B
J
;;
=
;==
;.J
JJ.B
.H
;=.H
B
=
;==
;.J
JJ.B
M
;
;
Nivel 3Kespuesta4
;=
L7mite
L7mite
,-P
I
L7mite G
= M.H
L7mite
,-P
;=
;=.H
;;
;;.H
;
;.H
;B
;B.H
Tiempo 3seg4
%rá&ca 3/ivel vs )ie!po4
Observaciones
%ste tipo de control es mu( sencillo ( es mu( utili$ado en la industria principalmente en la regulación de temperatura.
Puede ser de tipo neum5tico, el)ctrico o mec5nico.
*u acción en c7clica, en condiciones ideales la magnitud de variación de la variable controlada es mu( pe"ue2a.
;G
;G.H
a( un pe"ue2o cambio en la variable, es decir un diferencial dentro del cual el elemento nal de control mantiene sus posiciones e6tremas.
%ste tipo de controlador solo acepta dos posiciones, encendido o apagado.
0uncionamiento óptimo en procesos con tiempo de retardo m7nimo ( velocidad de relación lenta.
%l diferencial se usa con el n de disminuir el uso e6cesivo del mecanismo de control ( es menor del de la escala total.
%l elemento nal suele ser un relevador el)ctrico, una v5lvula solenoide o un motor "ue opera una v5lvula
Conclusión Como se puede observar en la gr5ca se determinó el efecto del cambio de carga en la respuesta de un controlador de dos posiciones, as7 mismo este es apropiado para mantener la variable controlada del proceso cerca del valor de la referencia "ue fue especicada, las acciones m7nima ( m56ima "ue se ejecutan nos proveen del comportamiento del tiempo con respecto del punto de ajuste.
"I"9IO%R$+$
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#ttp:materias..uba.arIJacciones=basicas=P+D.pdf #ttp:.slides#are.nets#uarancasistema/control/onoE cedo *5nc#e$ O. “Instrumentación y control avanzado de procesos”. %d. D7a$ de *antos. D7a$ urillo. &Laboratorio de Instrumentación y Control”. +.P.N. #ttp:.ing.unlp.edu.arelectrotecniaprocesostransparencia ControldeProcesos.pdf .tecnologia(cultura.netdocs*istemasControl.ppt
#ttp:es.scribd.comdocH=GG=M-D-*/D%/C-NTK-L
#ttp:.#errera.unt.edu.ariidprpracticosguiavalvulas.pdf
#ttp:pujportal.javeriana.edu.coportalpageportal0acultad =de=Teologia;pdf*%.pdf
#ttp:materias..uba.arJI=MmaterialClase ==;=+ntro=J=/=Control=Todo=o=Nada.pdf
#ttp:eb.usal.esQsebasT%-K+T%M/K%?!LC+-N.pdf
