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sistemas de control
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PRACTICAS DE LABORATORIO
INTRODUCCION
Como tal en las siguientes prácticas que se estarán a punto de ver son sistemas de control
básicos donde se intercambiara tanto la información entre computadora y ser humano, donde
el proceso se realiza de forma manual y utilizando la computadora.
La utilización de módulos será el factor determinante en el proceso de control que se realizara,
tal es el caso que se hará la utilización de una UNIDAD DE CONTROL DE PROCESOS (UCP) de la
empresa EDIBON el cual nos permitirá hacer la utilización de sensores y distintos dispositivos
que permitirán realizar dispositivos que nos permitirán realizar los diferentes procesos que nos
pedirán realizar las practicas.
UCP o Unidad de Control de Procesos que como tal es un módulo a partir del cual
nosotros podemos realizar diferentes prácticas en las cuales se verán diferentes procesos tanto
desde el control de caudal, presión y temperatura, en nuestro caso de las practicas nosotros
haremos la utilización del módulo de control de proceso de caudal, para lo cual utilizaremos los
siguiente:
UNIDAD BASE
SET DE CONTROL DE PROCESOS DE NIVEL
Ahora bien, que vimos los componentes del módulo que se harán uso para el control de
procesos se pasa a ver cuál es el modulo que hará el proceso donde no intervenga la mano del
hombre, por lo tanto el módulo UCP viene con un Software donde en el cual se podrá realizar el
control desde la computadora, el Software tiene el siguiente aspecto.
La imagen nos muestra el aspecto del software que se utilizara donde se puede ver cuatro
aspectos importantes, que son: la utilización de sensores, una unidad de control, descripción
gráfica del módulo a estar utilizando y más importante la respuesta en el tiempo de los
diferentes procesos.
También cabe recalcar que el software consta también con un control PID donde se podrá
realizar análisis un poco más complejos.
En conclusión el módulo UCP para el control de distintos procesos será de una gran ayuda en
nuestras prácticas a realizar tanto en el tema practico y teórico ya que el alumno podrá adoptar
criterios acerca dela materia en la práctica misma.
PRIMERA PRACTICA
LAZOS DE CONTROL DE CAUDAL (MANUAL)
INTRODUCCION
En el proceso de realizar el control de caudal de forma manual se hará la utilización solo de la
parte física y por parte del software en la computadora, en los cuales se podrá censar el flujo de
agua que hará una variación en el nivel de agua.
La utilización de los aspectos físicos tanto como del software será importantes, ya que por la
parte física se podrá apreciar como varia el nivel de agua dependiendo al flujo que nosotros
estamos controlando, ahora a partir del software nosotros podremos ver de forma gráfica
como está variando el caudal y por lo tanto nuestra practica estará realizada.
El diagrama de bloques que rige nuestro sistema quedara de la siguiente forma:
En este diagrama de bloques del sistema de control a realizar contara con cuatro aspectos
importantes:
Un controlador – Válvula en el sistema físico o a partir del software de la computadora con el
cual el cual controlamos el caudal.
Actuador – Nuestro brazo humano será el actuador con el cual nosotros haremos el proceso de
hacer variar los dichos valores de control.
Proceso – Realización del control de caudal en el sistema.
Sensor – Sensor de caudal que se lo puede ver tanto físico como gráficamente en un software.
PRACTICA A REALIZAR
OBJETIVOS
El objetivo de este experimento es el control de caudal que circula por una conducción de agua
mediante un procedimiento manual. Entendemos que el control manual viene dado por :
− Regulación manual de la válvula regulable colocada debajo del caudalímetro de área.
− Control manual de los elementos dispuestos en el equipo; válvula motorizada,
electróvalvulas, etc.
CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO SENSOR
MATERIAL REQUERIDO
Para la realización de esta práctica se requiere:
− UCP-C
− Agua
− Software SACED.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.- Conecte la interface del equipo y ejecute el programa SACED UCP-C.
2.- Dentro del programa, seleccione la opción Configuración y conecte la bomba 1.
3.- En la regulación manual (ausencia de controlador) el caudal puede regularse
mediante la válvula regulable manual VR1, colocada en la parte inferior del
caudalímetro. Varíe la posición de ésta y observe el ajuste del caudal en función de su
posición.
4.- Seleccione la opción “Control Manual” del software suministrado con el equipo.
5.- Conecte la bomba 1 y varíe la posición de la válvula motorizada mediante la barra
deslizante ó el comando asociado a esta acción. Compruebe como una posición fija, el
caudal queda regulado.
6.- Varíe la posición de la válvula y repita los valores para observar la reproducibilidad
del control del caudal.
7.- Utilice los controles dispuestos en el software para el control de las electroválvulas
EV1 y el encendido y apagado de la bomba. Observe cómo un encendido y apagado de
la misma también produce un control del caudal del líquido
CONCLUSIONES
En la practica como tal se pudo ver la utilizacion de un proceso de control, en nuestro caso el
caudal, medio por el cual tambien se pudo definir cuales fueron los factores que compusieron
la realizacion de la practica tanto asi que se pudo realizar un diagrama de bloques indicando
que cosas estaban participando en el sistema, como tambien se vio como se realizaba el control
de forma manual y se lo podia ver mendiante un software.
SEGUNDA PRACTICA
LAZO DE CONTROL DE CAUDAL (TODO/NADA) – (ON/OFF)
INTRODUCCION
En el siguiente practico realizaremos lo que talvez se realiza muchas veces en sistemas de
control de procesos, tales son los sistemas de apagado y encendido (ON/OFF) o más conocidos
como los limitadores de nivel de control, los cuales funcionan a partir de limitar dos niveles de
los que uno define dichos niveles y a partir de esto ver si se produce algún perturbación entre
estos dos niveles. El análisis del proceso se lo hará a partir de un control de lazo cerrado donde
el sensor tomara los valores y retroalimentara al sistema cada momento produciendo los dos
niveles requeridos.
Diagrama de bloques que rige el sistema:
En este diagrama de bloques del sistema de control a realizar contara con cuatro aspectos
importantes:
Un controlador – Válvula en el sistema físico o a partir del software de la computadora con el
cual el cual controlamos el caudal.
Actuador – Nuestro brazo humano y a la vez el computador será el actuador con el cual
nosotros haremos el proceso de hacer variar los dichos valores de control y como también
limitarlos.
Proceso – Realización del control ON/OFF en el sistema.
Sensor – Sensor de caudal que se lo puede ver tanto físico como gráficamente en un software.
Resultado que se quiere obtener:
CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO
SENSOR
PRACTICA A REALIZAR
OBJETIVOS
El objetivo de esta práctica es realizar un control de lazo cerrado mediante un controlador de
Todo / Nada. Para ello, el alumno seleccionará un valor deseado para el caudal y el controlador
ajustará este control mediante el cierre y apertura de la válvula de solenoide AVS-1.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.- Conecte la interface del equipo y el software de control.
2.- Seleccione la opción de control todo / nada.
3.- Mediante un doble clic sobre el control todo / nada, seleccione el caudal deseado.
Por defecto viene determinado un caudal, una tolerancia y un tiempo de actuación. El
control todo/nada permite que sus alumnos jueguen con estos parámetros y puedan ver
las influencias de cada uno de ellos.
CONCLUSION
Como tal los resultados obtenidos con el control TODO/NADA sobre la variable de control de
caudal se puede afirmar que no es la mas adecuada ya que la respuesta a las variaaciones son
muy rapidas y estas se producen con pequeñas perturbaciones, ahora solo con valores
pequeños en los tiempos de activacion y la tolerancia podemos obtener un control de caudal al
valor de consigna.
TERCERA PRACTICA
LAZOS DE CONTROL DE CAUDAL (PROPORCIONAL)
INTRODUCCION
Para la siguiente practica se hará la realización de un control de proceso a partir de un
PID un controlador PROPORCIONAL INTEGRADO – DERIVATIVO, como tal el control se lo
realizara de tal forma que nosotros podamos ver la respuesta en el tiempo, y como tal vemos la
ganancia proporcional con la cual nosotros podemos ir variando la misma. Cabe recalcar que
los PIDs también tienen otros usos dentro del control de procesos ya que en otras prácticas se
podrá ver como corrigen los sobre picos de tensión y estabilidad de sistemas. El análisis se lo
hará a partir de un lazo cerrado
Resultados gráficos a obtener del control por PID
CONTROLADOR ACTUADOR PROCESO
SENSOR
Diagrama del control PID
PRACTICA A REALIZAR
OBJETIVOS
Esta configuración permite estudiar la dinámica del sistema y la respuesta a las acciones
de control en lazo cerrado. El objeto de los experimentos es regular la variable de consigna
(caudal) mediante el empleo de controladores que operan automáticamente sobre el elemento
final del lazo (válvulas de control).
Se puede controlar el caudal en el tanque mediante un sensor y un controlador
configurado para salida proporcional al actuador sin las oscilaciones típicas del control
todo/nada. Se puede estudiar la respuesta del lazo de control frente a perturbaciones en las
variables del proceso (flujo de efluente) o variaciones en el punto de consigna (el caudal se
cambia fijando diferentes puntos de consigna).
Modificando el punto de consigna de forma remota se pueden observar los cambios de
caudal oscilando sobre el nuevo valor. Se puede dar el caso de que no se alcance el punto de
consigna si el rango del actuador (variable manipulada) no es suficiente para controlar las
perturbaciones o los cambios en el punto de consigna, de modo que se estabilizará sólo hasta el
máximo que permita el agua disponible. En nuestro caso, la variable manipulada es el flujo de
agua que pasa a través de una válvula motorizada manejada automáticamente desde el
controlador (señal de 010V), mediante acciones superpuestas de tipo proporcional, integral y
derivativo.
MATERIAL REQUERIDO
Para la realización de la práctica se requiere:
− UCP-F
− Software de Control y Adquisición.
− Agua.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.- Conecte la Interface y ejecute el software de control.
2.- Seleccione la Opción “Control PID” de la pantalla de captura.
3.- Seleccione un valor de Consigna, un tipo de controlador PID (Posición y Velocidad) y una
constante proporcional.
4.- Indique un valor de 0 para la actuación integral y derivativa. En este experimento queremos
observar los efectos de una acción proporcional
5.- Active el controlador PID , salga y almacene los valores. Observará que la válvula
motorizada comienza a actuar.
6.- Conecte la bomba 1.
7.- El controlador modificará la posición de la AVP (Válvula Proporcional) para ajustar el
caudal al valor de consigna.
CONCLUSION
En la práctica se pudo ver la gran aporte que tiene el utilizar controles PIDs donde estos son
factores fundamentales donde a partir de estos se pueden realizar correcciones tanto
estabilidad, ganancia y sobre picos de tensión.
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