Diagramas de bloques: obtener funciones€¦ · Web view25.- Junio 2007 Se muestra en la figura el sistema de ventilación de un túnel, que está formado básicamente por un sensor

Bloque IV: Sistemas automáticos

Sistemas de control:

8.- Junio 2010 General. Para obtener medidas de cierta variable física y la consiguiente actuación, se utiliza el sistema de la figura. Está compuesto por un sensor de salida X, una red de amplificación, un comparador y el sistema de actuación. La función de transferencia es:

Y < 5 S = 1Y ≥ 5 S = -1

El actuador se activa cuando a su entrada se tiene un nivel alto (S = 1)a.- Obtén la función de transferencia Y = f(X)b.- Obtén el margen de valores de la variable X que activen el actuador

Modelo 2011

Problemas de Tecnología Industrial II 1


9.- Septiembre 2006 En la figura se muestra un sistema de medida de cierta variable física y un sistema de actuación. Está compuesto por un sensor de salida X, una red de amplificación, un comparador y el sistema de actuación. La función de transferencia del comparador es:

Y < 6 S = 1Y ≥ 6 S = 0

Y el actuador se activa cuando a su entrada se tiene un nivel alto (S =1)

a) Obtén la función de transferencia Y = f(X)b) Obtén el margen de valores de la variable X que activan el actuador

10.-Modelo 2008 En la figura se muestra un sistema de medida de cierta variable física con la finalidad de activar un actuador cuando la señal X (salida del sensor en voltios) supere un umbral de 10. Se utiliza un comparador con la siguiente función de transferencia:

Y < 4 S = 1Y =4 S = 0

Y el actuador se activa cuando a su entrada se tiene un nivel bajo (S = 0)

a) Obtén la función de transferencia Y = f(X)b) Obtén el margen de valores de G para que el sistema funcione según lo indicado


SENSOR

3

4 COMPARADOR ACTUADORX Y S

-+

5

SENSOR

3

G COMPARADOR ACTUADORX Y S

-+


11.- Junio 2002 La figura representa un sistema de control de nivel de un depósito. El detector de nivel entrega una tensión relacionada con el volumen de líquido que contiene, según la siguiente expresión: X(voltios) = 0.01L (L= litros de líquido en el depósito). Esta señal es amplificada y se aplica a un comparador con entrada V1 y salida V2, que tiene la siguiente función de transferencia:

V1 < 2 : V2 = 0 V1 ≥ 2 : V2 = 1

La salida del comparador actúa sobre la válvula que controla el llenado del depósito; esta se cierra cuando V2 = 1

Resuelve las siguientes cuestiones:a) Obtén la función de transferencia V1 = f(L)b) Calcula el máximo número de litros que puede contener el depósito

12.- Junio 2002 La figura representa un sistema de control de la temperatura del líquido contenido en un depósito. El sensor de temperatura responde a la siguiente expresión:X(voltios) = 0.1T (T = temperatura del líquido en ºC)Esta señal es amplificada y se aplica a un comparador con entrada V1 y salida V2, que tiene la siguiente función de transferencia:

V1 < 4 : V2 = 1 V1 ≥ 4 : V2 = 0

La salida del comparador actúa sobre la resistencia de caldeo; ésta se activa cuando V2 = 1

Resuelve las siguientes cuestiones:a) Obtén la función de transferencia V1 = f(T)b) ¿a qué temperatura del líquido se activa la resistencia de caldeo?


DEP

OSI

TO

DETECTOR NIVEL

VÁLVULA

2 1

2

COMPARADOR

-

+

x

V1

V2

DEP

OSI

TO

SENSOR DE T

RESISTENCIA

3 4

1

COMPARADOR

-

+

x V1 V2

4


13.- Septiembre 2003 En la figura se muestra un sistema de medida de cierta variable física y un sistema de actuación. Está compuesto por un sensor de salida X, una red de amplificación con bucles de realimentación, un comparador y el sistema de actuación. La función de transferencia es:

Y < 2 S = 0Y ≥ 2 S = 1

El actuador se activa cuando a su entrada se tiene un nivel bajo (S = 0)a) Obtén la función de transferencia Y = f(X)b) Obtén el margen de valores de la variable X que activen el actuador

14.- Modelo 2004 En la figura se muestra un sistema de medida de cierta variable física y un sistema de actuación. Está compuesto por un sensor de salida X, una red de ampliación, un comparador y el sistema de actuación. La función de transferencia del comparador es:

Y < 3 S = 0Y ≥ 3 S = 1

Y el actuador se activa cuando a su entrada se tiene un nivel alto (S = 1)

a) obtén la función de transferencia Y = f(X)b) ¿qué valor debe tener la variable X para activar el actuador?


2 4

2 2

-

+

-

+

X YComparador

SSENSOR Actuador

2 4

2 1

-

+

-

+

X YComparador

SSENSOR Actuador


15.- Septiembre 2005 Un sistema de control de la temperatura de un horno sigue el esquema presentado en la figura. La función de transferencia del elemento calefactor es:

T = 20 · XVS (voltios) = 1 + 2T (T: grados centígrados)

Suponiendo que la temperatura del sensor es idéntica a la del calefactor obtén:

a) la señal de entrada E para que la temperatura sea de 40ºCb) la ecuación que relaciona la temperatura (T) con la señal de entrada (E): T =f(E)

16.- Septiembre 2008 Se desea que la temperatura de un horno se mantenga a 200ºC, y para ellos se utiliza el sistema de control mostrado en la figura. La función de transferencia del elemento calefactor es:

T(ºC) = 4X (X: voltios)

Y la del sensor de temperatura:VS (voltios) = 0.01T (T:ºC)

Suponiendo que la temperatura del sensor es idéntica a la del calefactor, obtén:a) El valor de la señal de entrada (E) para que el horno consiga la temperatura adecuadab) La ecuación que relaciona la temperatura (T) con la señal de entrada (E): T = f(E)


HORNO

6E +

-

2

VS

Sensor temperatura

Calefactor

X

HORNO

10E +

-

4

VS

Sensor temperatura

Calefactor

X3


17.- Septiembre 2007 Un sistema de control de la temperatura de un horno sigue el esquema presentado en la figura, en el que la alarma se activa con un nivel alto. La

función de transferencia del elemento calefactor es:

T(ºC) = 5X + 10 (X: voltios)

Y la del sensor de temperatura es:Vs (voltios) = 0.04T (T : ºC)

Suponiendo que la temperatura del sensor es idéntica a la del calefactor, obtén:

a) La señal de entrada (E) para que la temperatura sea de 100ªCb) La función de transferencia A del comparador para que la alarma se active a una

temperatura superior a 200ªC

18.- Modelo 2003 Un sistema de control de temperatura sigue el esquema presentado en la figura. La función de transferencia del elemento calefactor es:

T (ºC) = 5X (X voltios)

Y la del sensor de temperatura es:

Vsensor (voltios) = 1 + 0.1T (T grados centígrados)

Suponiendo que la temperatura del sensor es idéntica a la del calefactor, obtén:a) la señal de entrada E para que la temperatura sea de 20ºCb) la ecuación que relaciona la temperatura (T) con la señal de entrada (E), T = f (E)


2

4

1

--

+

E

+ X T(ºC) Sensor

Calefactor Vsensor

HORNOE +

-

2

VS

Sensor temperaturaCalefactor

XComparador A Alarma


19.- Modelo 2005 Un sistema de control de temperatura sigue el esquema presentado en la figura. La función de transferencia del elemento calefactor es:

T (ºC) = 30X (X voltios)Y la del sensor de temperatura es:

Vsensor (voltios) = 1 + 0.5T (T grados centígrados)

Suponiendo que la temperatura del sensor es idéntica a la del calefactor, obtén:a) la señal de entrada (E) para que la temperatura sea de 40ºCb) la ecuación que relaciona la temperatura (T) con la señal de entrada (E), T = f (E)

20.- Junio 2009 En el diagrama de bloques de la figura la función de transferencia del comparador es:

E > 4 →S = 5E ≤ 4 →S = 0

a) Obtén la función de transferencia Y = f(X)b) Obtén la función de transferencia Z = f(X)


2

4

-E

+ X T(ºC) Sensor

Calefactor Vsensor

+

+

COMP

3COMP+

+X Z

Y

E

E S

S


21.- Junio 2010 (Específica)En el diagrama de bloques de la figura se utiliza un amplificador de ganancia (G= -5) y dos comparadores con la siguiente función de transferencia:

E ≥ 2 →S = 5E < 2 →S = -5

Rellena la siguiente tabla con los valores de la señal en los puntos indicados si X=3Punto ValorABCZ (Salida)

Junio 2011



Junio 2012

22.- Junio 2010 (General)En el diagrama de bloques de la figura se utiliza un amplificador de ganancia (G= -5) y dos comparadores con la siguiente función de transferencia:

E ≥ - 2 →S = 5E < - 2 →S = -5

a.- Obtén la función de transferencia Y = f(X)b.- Obtén la función de transferencia Z = f(X)

Septiembre 2011





23.- Junio 2008 En los sistemas mostrados se utilizan dos comparadores con las siguientes funciones:

a.- Obtén la función de transferencia Z1 = f(X1)b.- Obtén la función de transferencia Z2 = f(X2)

24.- Modelo 2007 En los sistemas mostrados se utilizan dos comparadores con las siguientes funciones:

a.- Obtén la función de transferencia Z1 = f(X1)b.- Obtén la función de transferencia Z2 = f(X2)


Comparador

G = 3

X1

E S

Z1

+

-

Comparador G = 3

E S

X2 Z2

Z1


25.- Junio 2007 Se muestra en la figura el sistema de ventilación de un túnel, que está formado básicamente por un sensor de la concentración de cierto gas contaminante, 2 ventiladores, un amplificador de ganancia G y 2 comparadores con las siguientes funciones de transferencia:

COMP 1 COMP 2E1 > 2 →S1 = 5v E2 > U →S2 = 5vE1 ≤ 2 →S1 = 0v E2 ≤ U →S2 = 0v

El funcionamiento del sistema debe ser el siguiente:

- Si la concentración de gas es inferior a 10 g/m3 ambos ventiladores deben estar desactivados

- Si la concentración de gas está comprendida entre 10 y 20 g/m3 se debe activar el ventilador número 1

- Si la concentración de gas es superior a 20 g/m3 se deben activar ambos ventiladores

La función de transferencia del sensor es V (voltios) = 4 · 10-2 X (X = concentración en g/m3) y los ventiladores se activan con una señal de 5 voltios

a) Obtén el valor de la ganancia G para que el ventilador 1 se active con una concentración igual o superior a 10 g/m3

b) Obtén el umbral del segundo comparador (U) para que el sistema completa funcione según lo indicado.


COMP 1

COMP 2

GV

E1

E2

S1

S2

SENSORVENTILADOR 1

VENTILADOR 2


26.- Junio 2006 La figura representa un sistema de control del llenado un depósito. El detector de nivel entrega una tensión relacionada con la altura de líquido almacenada, según la siguiente expresión:

X (voltios) = 0.8 · h (h = altura en m alcanzada por el líquido)

Esta señal es procesada y se aplica a la válvula que controla la entrada de líquido al depósito.

En la figura se indica la función de transferencia de la válvula, que relaciona el caudal de entrada al depósito (C : litros/s) con la tensión Y

Resuelve las siguientes cuestiones:

a) obtén el valor de la constante K para que cuando el depósito esté vacío, el caudal de entrada al mismo sea máximo (40 l/s)

b) ¿qué altura de líquido en el depósito provoca el cierre de la válvula (caudal nulo)? Supón un valor de K =3

27.- Modelo 2002Con respecto a los sistemas de control en lazo abierto y en lazo cerrado:

a) Define un sistema de control en lazo abierto y otro en lazo cerradob) Representa y explica en un diagrama de bloques un ejemplo de cada caso

28.- Modelo 2003 a) Explica el funcionamiento de un transductor de iluminación. Muestra y explica un sistema de control en lazo cerrado en que pueda ser utilizado b) Explica el funcionamiento de un transductor de temperatura. Muestra y explica un sistema de control en lazo cerrado en el que pueda ser utilizado


DEP

OSI

TO

DETECTOR DE NIVEL

VÁLVULA

4 2

-

+

x

K+ + 53

40

Y

C (l/seg)


29.- Sep 2009 La figura representa un sistema de control del llenado de un depósito. Se muestra gráficamente la función de transferencia del detector de nivel X (voltios) = f(h) y también la función de transferencia de la válvula C (litros/s) = f(Y). Resuelve las siguientes cuestiones:

a) Obtén la función de transferencia Y = f(X)b) Calcula el caudal que entra al depósito cuando está vacío y cuando su nivel de llenado

es de 30cm

30.- Sep 2010



31.- Sept 2011


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Diagramas de bloques: obtener funciones€¦ · Web view25.- Junio 2007 Se muestra en la figura el sistema de ventilación de un túnel, que está formado básicamente por un sensor