“TRABAJO EXTRAORDINARIO”

“CONTROL DE GAMA DIVIDIDA”

ALUMNO:

GRUPO:

PROFESOR :

México, D.F. 03 de Junio de 2013

CONTROL DE GAMA DIVIDIDA(Split Range Control)

1.1 CONTROL DE GAMA DIVIDIDA

Control de Gama Dividida

Es un sistema de control en el cual existe una sola variable controlada y dos o más variables manipuladas que deben tener el mismo efecto sobre la variable controlada.

En este tipo de control un mismo controlador actúa sobre dos o más válvulas de control de tal modo que con la misma señal de salida del controlador de 0 a 100%, las válvulas son actuadas separadamente una de 0 a 50% y la otra de 50 a 100%.

El control de gama partida es una forma de control en el que una variable manipulada tiene preferencia con relación a otra u otras del proceso.

También denominado control de rango partido. Este tipo de control tiene mayor número de variables manipuladas que controladas.El control de gama partida (split-range control) es una forma de control en el que una variable manipulada tiene preferencia con relación a otra u otras del proceso. En la figura 1.1 puede verse este tipo de control aplicado a dos intercambiadores de calor en serie. La instalación se utiliza para calentar un producto cuyo caudal es muy variable; cuando es bajo basta un solo intercambiador para calentarlo y cuando la fabricación es la máxima son necesarios los dos.

Suponemos que, desde el punto de vista de seguridad, las válvulas deben cerrar en caso de fallo de aire, por lo cual el controlador de temperatura debe ser de acción inversa (al aumentar la temperatura baja la señal de salida). Si el caudal de producto es bajo, actuará la válvula de vapor V -1 porque la señal de salida estará comprendida entre 50-100 % (9-15 psi). A medida que aumenta el caudal, el controlador de temperatura baja la señal gradualmente hasta que, cuando la señal baja de 50 % (9 psi), la válvula V-1 permanece totalmente abierta con el primer intercambiador trabajando al máximo, y la válvula de control V-2 empieza a abrir iniciando el funcionamiento del segundo intercambiador. A un caudal máximo determinado, las dos válvulas de control están abiertas y los dos intercambiadores trabajan al máximo.

La partición de la señal se logra usualmente mediante posicionadores acoplados a las válvulas de control que convierten el campo de señal de entrada (O-50 % o 50-100 %) en todo el campo de variación estándar 3-15 psi.

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Figura 1.1 Control de gama partida en dos intercambiadores de calor en serie.

Características:El control de rango partido, es una técnica que permite mejorar o facilitar el trabajo de controladores convencionales, principalmente en los casos de:

Rango muy amplio de control Extrema no linealidad en la característica estática de proceso.

Existe una opción para los actuadores mediante la cual se puede regular la relación entre la señal de comando y su rango de operación.

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1.1.1 CRITERIO DE DISEÑO

Para realizar este sistema se requiere compartir la señal de salida del controlador con varios elementos finales de control.

Figura 1.2 Diagrama de bloques del control de gama dividida

1.1.2 EJEMPLOS DE APLICACIÓN

1. Ejemplo: Control de temperatura de un baño electrolítico.

En estos baños el calor producido por el paso de la corriente eléctrica, es removido por un flujo controlado de agua de enfriamiento.

Cuando se requiere recubrir piezas de gran tamaño la temperatura del baño desciende, por lo que se emplean serpentines que transportan flujos regulados de vapor para llevarlo hasta su punto de referencia.

Cuando la solución electrolítica está en el punto de referencia, los flujos de agua y de vapor deben ser nulos. Las acciones anteriores deben realizarse con un controlador de gama partida, cuya salida va a los posicionadores de las válvulas de agua y de vapor.

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Figura 1.3 Control de temperatura de gama dividida de un baño electrolítico.

Las siguientes figuras ilustran el funcionamiento del controlador y las válvulas frente a perturbaciones:

Figura 1.4 Funcionamiento del controlador de gama dividida.

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2. Ejemplo: Reactor al que entra un producto gaseoso A, y sale un producto B resultante de la reacción.

Objetivo: Mantener la presión P del interior del reactor.

Variables manipuladas: válvula de entrada de A y válvula de salida de B

Figura 1.5 Diagrama del control de gama dividida.

3. Ejemplo: Reactor al que entra un producto gaseoso A, y sale un producto B resultante de la reacción.

La salida del regulador de presión PC va a un selector que se encarga de distribuir la acción de control entre las dos válvulas V1 y V2

La política a seguir está representada en la gráfica:

A presiones bajas, V1 estará abierta al 100% y V2 cerrada. A altas presiones, V1 estará cerrada y V2 abierta. A presiones intermedias, la abertura de cada válvula se determina de la gráfica.

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Figura 1.6 Grafica de la respuesta del control de gama dividida.

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