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Regulacion

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SISTEMA

Es todo proceso, dispositivo o situación cuyo comportamiento essusceptible de cambio ante determinadas variables.

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

MODELO

Es la representación matemática del comportamiento del sistema.Se basa en la relación de las señales de entrada-salida.

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CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

SEÑALES

Transmiten la información del sistema (entradas - salidas)

Deben conocerse para poder realizar el modelo de control

Según el tipo de información se dividen en:

discretasanalógicas

PERTURBACIONES

Son las señales que no se pueden medir, son impredecibles.

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¿Qué queremos?

1. Cuando el estado deseado se desvíe de lo que queremos a causa de una ³interferencia´, el control debe actuar  rápidamente para restituir  el 

estado anter ior.

2. La vuelta al estado anter ior  a la ³interferencia´ debe ser con las mínimas desviaciones posibles.

3. El sistema de control debe mantener  la salida dentro de unos límites.

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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SISTEMA

 Abrir válvula  Aumentar temperatura

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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Comportamiento estático

La relación entre las variables de entrada y las variables de salida de unsistema técnico en su condición de estado estable.

Comportamiento dinámico

Las señales de entrada y salida cambian durante el funcionamiento delequipo (arranque, parada, perturbaciones...)Las relaciones entre estos cambios de señales en relación con el tiempo seconocen como comportamiento dinámico.

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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Tiempo de respuesta lento(Calentamiento de agua).

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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Tiempo de respuesta rápido(Control de caudal)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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BombaMotor de corriente continuaEntrada: Tensión (0 ... 24V)Salida: Caudal (0 ... 10 l/min)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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CaudalímetroEntrada: Caudal (0,5 ... 15 l/min)Salida: Frecuencia (13 ... 1200 Hz)

CONTROL DE PROCESOS:

CONCEPTOS BÁSICOS

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COMPONENTES:

SENSORES Y ACTUADORES

Los actuadores transforman las señales eléctricasde control en magnitudes físicas.

Los sensores transforman las magnitudes físicas delsistema en señales eléctricas o mecánicas queproporcionan información al sistema de control.

Digitales (sensores) Analógicos (transductores)

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Válvulas

Para regular y controlar el flujo de un sistema de tuberías.Regulan variando su resistencia al caudal que las atraviesa.

asiento correderabola

COMPONENTES:

ACTUADORES

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pistón mariposa

servocontrol

Válvulas

diafragma

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Válvulas

Los fabricantes dan las características de sus productos basándoseen unos parámetros preestablecidos.En válvulas se utiliza el caudal nominal estándar, dando como

resultado de las pruebas el factor kv (engloba tamaño y carrera).La relación de kv y la salida se denomina curva característica, ypuede ser lineal o de igual porcentaje.

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Bombas centrífugas

Proporcionan la energía al circuito.

aspiración

centrífuga

Cámara semicerrada

Fuerza centrífuga como impulsión

Limitaciones de altura de impulsión y de aspiración

Grandes caudales a poca presión

Líquidos viscosos, con partículas en suspensión.

Puede aparecer cavitación

Necesidad de válvula antirretorno

Velocidad constante o como elemento regulador 

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Bombas de pistones

Cámara cerrada

Pequeños caudales a alta presión

Diafragma para medios agresivos

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Bombas lobulares

Impulsión suave

Presiones bajas

Peristálticas para dosificación, no tienencontacto con el medio.

De tornillo para materiales viscosos

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Bombas de reacción

La impulsión se realiza por aspiración del fluidocon la ayuda de un medio propelente ( 1: agua,aire, vapor...)

También se utilizan para generar vacío por aspiración.

COMPONENTES:

ACTUADORES

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Temperatura ± termómetros de resistencia

Resistencia de Platino o NíquelPrecisos (-200ºC a 800ºC)Basados en el cambio de resistencia debido a latemperatura (corriente fija -> cambio de tensión)

Pt100Pt500

COMPONENTES:

SENSORES

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Temperatura - termopares

Basados en el efecto termoeléctricoLa unión debe referenciarse, pues depende delmaterial y de la temperatura de trabajo. Delicados a la hora de conectar (bornas especiales)

Medida de temperatura en hornos, maquinar ia... 

COMPONENTES:

SENSORES

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Temperatura ± PTC . NTC

TermistoresElementos semiconductoresLa resistencia varía con la temperatura

PTC ± R aumenta con TNTC ± R disminuye con T

Alta sensibilidadGrandes tolerancias

NTC

PTC

Protección de cir cuitos eléctr icos, motores... 

COMPONENTES:

SENSORES

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Caudal - volumétr icos

Miden el volumen que los atraviesa y lo transformanen r.p.m o frecuenciaPara amplios rangos de caudal y viscosidad

COMPONENTES:

SENSORES

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Caudal ± presión diferencial

Miden la diferencia de presión del líquido alatravesar una sección menor de tubo (V aumenta y Pdisminuye)

COMPONENTES:

SENSORES

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Caudal ± Área var iable

Denominados rotámetrosObservación visual directa (oscilaciones, paralaje...)El peso del indicador se equilibra con el caudal delflujo que lo rodea.

COMPONENTES:

SENSORES

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Nivel - digitales

Digitales (flotadores, ópticos, conductividad,capacitivos...)

COMPONENTES:

SENSORES

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Nivel - analógicos

Llamados también transmisores de nivel

COMPONENTES:

SENSORES

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Presión

Analógicos (transductores de presión)

Digitales (presostatos, vacuostatos)

COMPONENTES:

SENSORES

SDE1

SDE5 PEV

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COMPONENTES:

SIMBOLOGÍA ACTUADORES

 Actuador 

manual

 Actuador 

diafragma

 Actuador 

motorizadoválvula

controlador  Controlador PI

Válvula con actuador de

diafragma y posicionador 

incorporado

La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, 2481...

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COMPONENTES:

SIMBOLOGÍA SENSORES

La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, 2481...

Sensor temperatura

ajustable

visualizador 

Sensor 

nivel

Sensor caudal

Sensor presión

Transductor 

presión-salida eléctrica

Transductor 

corriente-salida neumática

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La información (entradas y salidas) se transmite mediante señales estandar izadas

COMPONENTES:

SEÑALES

Eléctr icas

4...20 mA (prefer iblemente)0...20 mA0...10 V

-10 V...+10 V

RELÉ (libre de potencial)Termopares

La utilización de cada tipo de señal dependerá de la aplicación y su entorno (distancias, interferencias, ....)

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REGULACIÓN

La regulación de un sistema pretende mantener  ciertos parámetros del mismo dentro de unos 

márgenes deseables para el proceso.

La regulación de sistemas se dividirá en:

Regulación sin realimentación (lazo abierto)Regulación con realimentación (lazo cerrado)

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Un sistema en lazo abierto es, básicamente, un control manual.

Conf iamos en la respuesta del sistema en función de comportamientos anter iores.

No tenemos información del resultado de la acción (La var iable de salida no influye en la var iable de entrada)

-Ducha

-Consigna manual: más caliente o más frío

-Perturbación:

-Abren al agua fría: te escaldas

-Abren el agua caliente: te congelas

-Lavavajillas

-Consigna manual: programa de lavado

-Perturbación: Vajilla MUY sucia y poco jabón o abrillantador 

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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Un sistema en lazo cerrado es un control automático.

Cuando, en un proceso, la var iable regulada es continuamente supervisada y comparada con la var iable de referencia. Según el resultado de la comparación, la var iable de entrada cambia para ajustar  la salida al valor  deseado.

Aparece el concepto de realimentación.

-Horno-Consigna: Temperatura deseada

-Resultado: Temperatura real (medida)-Acción: Calentar o enfriar 

-Perturbación:-Abren la puerta: baja la temperatura

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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ESTABILIDAD

Un sistema estable conseguirá que la variable regulada (X) estésiempre muy próxima a la consigna (W) (Sistema Estable)

Dependiendo del ajuste, pueden aparecer oscilaciones transitorias(Sistema Estable)

Un mal ajuste dará lugar a oscilaciones continuas o muy prolongadasen el tiempo (S istema Inestable)

Un sistema inestable puede dañar los elementos de control oestropear el resultado del proceso.

En la práctica, los sistemas de regulación en lazo cerradodeben ser estables.

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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Un regulador compara el valor medido (valor actual, variable de proceso, PV)con el valor deseado (Consigna, Setpoint, SP) y, a continuación, emite la variablemanipulada (Controller output, CO)

Cada sistema requiere un tipo de regulación diferente.

Hay dos tipos:

Acción continua

Acción discontinua (ON-OFF)

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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Acción discontinuaLa variable manipulada tiene valorespreestablecidosEl regulador típico discontinuo es el termostatoLa variable manipulada cambia cíclicamente,apareciendo un fenómeno oscilatorio (Hunting)

Acción continuaLa variable manipuladacambia continuamente enfunción de la desviación del

sistema.

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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Acción discontinua

Regulación de dos puntos (ON - OFF)0% o 100% de potencia de controlControl sencillo, sin pretensiones.

Error limitado por la banda proporcional 

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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La regulación ON-OFF, o de dos posiciones

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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Acción continua

La salida puede tomar infinidad devalores intermedios (resolución)

El error será mínimo

Ajuste complicado (parámetrosP,I,D)

REGULACIÓN:

CONCEPTOS

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El suelo radiante utiliza sistemas de regulación continua (PID) mediantetermostatos digitales.

REGULACIÓN:

APLICACIONES

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Process Value (PV, X)Variable de proceso o variable regulada.Es el valor actual (medido) de la salida.El valor instantáneo de la variable regulada se denomina valor  real.Aquí sería el volumen de agua del depósito.

REGULACIÓN:

VARIABLES DEL SISTEMA

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Controller  output (CO, Y)Var iable de control o var iable manipulada.

Es el valor  de la var iable que modif ica las condiciones de trabajo (var iable regulada)

En el ejemplo, sería la corr iente que controla la elevtroválvula.

REGULACIÓN:

VARIABLES DEL SISTEMA

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Setpoint (SP, W)Valor  deseado o consigna.

Es el valor  teór ico que queremos que alcance la var iable regulada.

REGULACIÓN:

VARIABLES DEL SISTEMA

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Disturbance (Z)InterferenciaLa var iable regulada debe mantenerse en el valor  de la var iable de referencia.

Siempre aparecerán perturbaciones no deseadas que modif ican la evolución de la salida.

Necesidad de un control automático.

REGULACIÓN:

VARIABLES DEL SISTEMA

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Deviation (e, Xd)Desviación o error 

Diferencia entre el valor  deseado (SP, referencia) y el valor  real, PV (var iable regulada).

REGULACIÓN:

VARIABLES DEL SISTEMA

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TIPOS DE REGULACIÓN

Todos los sistemas reaccionarán de una manera determinada y diferente.

La respuesta dependerá del diseño o composición de la máquina o sistema, y no puede modif icarse sin modif icar  el sistema.

(el ³truco´ estará en determinar esta respuesta temporal parapoder manejarla)

Tres componentes en función de su comportamiento:Proporcional, PIntegral, IDerivativo, D

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TIPOS DE REGULACIÓN:

Respuesta temporal

El tiempo que tarda en reaccionar la variable de salida ente un cambioen la variable de entrada se denomina T iempo de respuesta.

El tiempo de respuesta determinará los parámetros de regulación.

Un tiempo de respuesta lento (temperatura, nivel) requerirá unaregulación ³lenta´Un tiempo de respuesta rápido (caudal, presión, posición) requerirá unaregulación ³ágil´.

En función del tiempo de respuesta se configurará el tipo de regulación

necesario:P, I, PI, PD, PID

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TIPOS DE REGULACIÓN:

Propor cional

La salida de la variable manipulada (CO, Y) es proporcional a ladesviación del sistema (e, Xd)

Al ser proporcional a la desviación del sistema, sólo aparecerá si

hay una diferencia entre la variable de proceso (PV, X) y la consigna(SP, W)

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La relación entre entrada y salida es el coeficiente proporcional o ganancia proporcional 

Kp = Yo / Xo

Kp elevada grandes cambios en el sistema -> oscilacionesKp baja falta de regulación

S iempre quedan desviaciones en el sistema

TIPOS DE REGULACIÓN:

Regulador Propor cional

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 51

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Abrimos rápidamente la válvula 10 vueltas para compensar.3. Entra agua y el nivel empieza a subir 4. El nivel sube por encima de los 50mm (sigue abierta la válvula)5. Cerramos rápidamente la válvula, pero algo menos que antes (2 vueltas).6. El nivel acaba por bajar (sigue habiendo consumo), y se pasa.7. Abrimos la válvula una vuelta8. El nivel sube más lentamente, pero acaba por pasarse9. ETC......

El nivel ³rondará´ siempre el valor correcto, tendiendo a Xd=0 (no llegará)

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de Regulación Propor cional

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 52

Añade a su salida la desviación respecto altiempo.

Mientras hay desviación, la variable manipulada(CO, Y) se incrementa.

Al aumentar la variable manipulada (CO, Y),decrece la desviación hasta que ésta se hacecero (pero se ³pasa´).

C onseguiremos llegar a un error nulo, pero la salida oscilará entorno a Xd=0 .

TIPOS DE REGULACIÓN:

Integral

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 53

Integra la desviación del sistema.La velocidad de cambio de la variable manipulada, Y, es proporcional a ladesviación del sistema (Xd).

Problemas de oscilación o lentitud de respuesta

P oco utilizados de forma aislada

TIPOS DE REGULACIÓN:

El Regulador Integral

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 54

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Empezamos a abrir la válvula lentamente3. Transcurrido un tiempo, el nivel baja más lentamente (seguimos abriendo)4. El nivel empieza a subir, pero seguimos abriendo hasta que el nivel llega al

valor correcto. Entonces dejamos de abrir.5. El nivel sube por encima de los 100mm (sigue abierta la válvula)6. Empezamos a cerrar la válvula de la misma manera que antes se abría.7. El nivel sube más despacio (seguimos cerrando) y acaba por bajar (sigue

habiendo consumo), cuando llega al valor correcto, dejamos de cerrar 8. ETC......

El nivel ³rondará´ siempre el valor correcto con oscilaciones prolongadas

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de Regulación Integral

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 55

Mide la velocidad con la que cambia ladesviación del sistema (e, Xd)

Si la desviación cambia deprisa, la variablemanipulada (CO, Y) es grande (y viceversa)

Un regulador D no tiene sentido (la variable Ysolo aparece con un Xd diferente de cero)

TIPOS DE REGULACIÓN:

Der ivativa

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 56

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Si el nivel baja deprisa, abrimos rápidamente 10 vueltas3. En cuanto el nivel comienza a subir, cerramos completamente.4. Miramos el cambio en el nivel.5. Si el nivel baja otra vez, repetimos.6. ETC......

El nivel no se podrá ajustar, variará muy bruscamente

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de Regulación Der ivativa

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 57

Como componente aislado:ProporcionalIntegral

Como componente combinado:Proporcional ± Derivativo PDProporcional ± Integral PIProporcional ± Integral ± Derivativo PID

TIPOS DE REGULACIÓN:

Combinaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 58

Engloba las características de ambosTendremos reacciones rápidas y compensación del error, XdEl T iempo de reposición (Reset Time) hace que el regulador sea más rápido que unregulador I.

Problemas de oscilación si los valores son elevados (Kp elevada y Tr corto)

El ajuste debe hacerse durante la puesta a punto

TIPOS DE REGULACIÓN:

PI

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 59

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída3. Ahora abrimos lentamente para hacer subir el nivel.4. El nivel llega al valor bueno, y dejamos de abrir.5. Sigue entrando agua, nos ³pasamos´.6. Cerramos 2 vueltas rápidamente para contrarrestar la subida7. Cerramos lentamente para bajar el nivel (hay consumo)8. ETC......

El nivel se podrá ajustar a SP con rapidez 

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de regulación PI

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 60

Engloba las características de ambosTendremos reacciones cortas pero grandes, medidas por el tiempo de acciónderivativa (Rate Time)El tiempo de acción derivativa, Td, mide la rapidez de compensación encomparación con uno de tipo P.

P roblemas de oscilación si D es elevadoError remanente

TIPOS DE REGULACIÓN:

PD

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 61

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída3. Además, abrimos totalmente para aumentar la acción anterior y restablecer 

rápidamente el nivel4. Nos pasamos5. Cerramos 2 vueltas para compensar la subida6. Cerramos totalmente para hacer bajar el nivel (sigue el consumo)7. ETC......

El nivel no se podrá ajustar a SP 

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de regulación PD

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 62

Engloba las características de todosTiene en cuenta la velocidad de cambio en la desviación.El tiempo de acción derivativa, Td, indica el tiempo en el cual es más rápido que unPI.

R espuesta rápida y compensación inmediata de ladesviación en caso de cambiosMás propenso a oscilar 

TIPOS DE REGULACIÓN:

PID

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 63

Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante uncontrol de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno.

1. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel ³bueno´ (SP) debido al

consumo.2. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída3. Seguimos abriendo lentamente para acercarnos a SP4. Además, abrimos totalmente para aumentar la acción anterior y restablecer 

rápidamente el nivel (anticipación)5. Nos pasamos6. Cerramos 2 vueltas para compensar la subida7. Seguimos cerrando lentamente para acercarnos a SP8. Cerramos totalmente para hacer bajar el nivel rápidamente9. ETC......

El nivel se podrá ajustar a SP rápida y eficazmente

TIPOS DE REGULACIÓN:

E jemplo de regulación PID

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 64

ON ± OFF

P

PI

PD

PID

CONTROL SIMPLE

NO HAY OFFSET OVERSHOOT Y HUNTING

OVERSHOOT Y SEGUIMIENTOINICIALES PEQUEÑOS

ESTABILIZACIÓN LENTAOFFSET

SIN OFFSET ESTABILIZACIÓN LENTA

RESPUESTA RAPIDA OFFSET

CONTROL PRECISO EN

PROCESOS CONTINUOSDIFICIL DE AJUSTAR

VENTAJAS INCONVENIENTES

TIPOS DE REGULACIÓN:

Resultados

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 65

Los complejos petroquímicos hacen uso de todo tipo de sistemas de regulación.

TIPOS DE REGULACIÓN:

Aplicaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 66

La sonda lambda es un dispositivo electromecánico que se coloca a la entradade los gases del convertidor catalítico. Los impulsos eléctricos que genera sonanalizados por un dispositivo electrónico, que dará las señales necesarias alsistema de inyección y encendido para optimizar la calidad de los gases deescape

TIPOS DE REGULACIÓN:

Aplicaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 67

La lógica difusa (FUZZY LOGIC) permite un control más cómodo que eltradicional PID.

Es un conjunto de instrucciones lógicas modificadas para manejar conceptos parciales (más, menos, un poco más, un poco menos...)

lógica discreta:1= absolutamente cierto / 0 = absolutamente falso

Lógica difusa:1.00 = absolutamente cierto / 0.00 = absolutamente falso

TIPOS DE REGULACIÓN:

Aplicaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 68

Estabilizadores de imagen en cámarasReconocimiento de escritura (palmtops)Control industrialPuentes-grúaControl de aspiradoras, lavadoras...

TIPOS DE REGULACIÓN:

Aplicaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 69

CONTROL INDUSTRIAL

Los sistemas de control de procesos se deben representar  según las especif icaciones de las normas 

vigentes:

DIN19227, 19239, 1946.... simbología

DIN28004 diagramas de flujo para procesos

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 70

CONTROL INDUSTRIAL

Simbología

Cada elemento tiene su representación gráfica propia (más de 3.500 símbolos)

Todos los puntos del proyecto se identifican mediante puntos EMCS

Electronic Measuring Control System block diagrams

El diagrama de flujo del proceso se traza según DIN 28004 y se denominadiagrama PI (Piping and Installations)

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 71

CONTROL INDUSTRIAL

Simbología

Tipo de punto EMCS

Define las características del punto:

básico Regulación de procesos Controladores lógicos

PLC

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 72

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

Las variables y etiquetas se representan mediante un círculo.

TI232

Indicación de temperatura (local)

Identificador del punto de proceso

depósito

Si el círculo está dividido, el proceso señalado estácentralizado

PIC230

Control de presión con Indicación enla consola de control

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 73

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

P D I C

Presión (primera letra)

Diferencial (letra suplementaria)

Indicación (1ª letra siguiente)

Control (2ª letra siguiente)C ontrol de presión diferencial conindicación en la consola de control 

PDIC230

Proceso realizado en la consola de 

control

depósito

Identif icación del punto de 

Proceso

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 74

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

MEDIDA O VARIABLE DE ENTRADA TRATAMIENTO

PRIMERA LETRA LETRA SUPLEMENTARIA SIGUIENTE LETRA

A Defecto, Alarma

C Control automático

D Densidad Diferencial

E Magnitudes eléctr icas Sensor 

F Caudal Magnitud

G Distancia, Longitud, Posición

H Manual Límite super ior 

I Indicación

K Tiempo

L Nivel Límite infer ior 

O Indicación SI/NO

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 75

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

MEDIDA O VARIABLE DE ENTRADA TRATAMIENTO

PRIMERA LETRA LETRA SUPLEMENTARIA SIGUIENTE LETRA

P Presión

Q Propiedades del mater ial Integral, Suma

R Radiación Grabar, Impr imir 

SVelocidad, revoluciones, 

frecuencia

Conf iguración de cir cuitos, 

Secuencia de control

T Temperatura Transmisión

U Multivar iable

V Viscosidad Control de válvula

W Velocidad, masa

 Y Cálculo

Z Emergencia, segur idad

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CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

Indicación local de la presión diferencial

Medida de presión con indicación

en consola de control

Medida de nivel con indicación y alarma

en consola de control

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 77

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

Regulación de nivel de llenado 

en la consola de control

Regulación de temperatura

Con alarma por  temperatura elevada

en la consola de control

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 78

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

Control de caudal

Medida de caudal

A juste manualde la salida

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 79

CONTROL INDUSTRIAL

Terminología

Control de temperatura

Medida de temperatura

Medida de nivel con alarma de nivel bajo en el controlador 

Salida controlada por  nivel

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CONTROLADORES INDUSTRIALES

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 81

CARACTERÍSTICASCONTROLADORES INDUSTRIALES

Sistemas controlados por  microprocesador 

Especializados en regulación de procesos (temperatura, nivel, caudal, 

presión, velocidad...)

Conectados al proceso mediante señales eléctr icas estandar izadas

Utilización de sensores analógicos (transductores)

Algor itmos de control implementados (PID, fuzzy, autotuning)

Conf igurables mediante módulos de adaptación

Conectables a buses de comunicación

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MODOS DE OPERACIÓN

MANUALEl usuar io controla la var iable manipulada, Y.Para puesta en mar cha y paro del sistema.

En este modo, el controlador  no funciona.

CONTROLADORES INDUSTRIALES

El cambio a modo de conf iguración ³congela´ la salida hasta que se termina el ajuste.

AUTOMATICO

El controlador  gobierna la var iable manipulada, Y.

El controlador calcula la var iable manipulada de acuerdo 

con su programación.

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 83

SISTEMAS DE CONTROLCONTROLADORES INDUSTRIALES

Frente a perturbaciones, el controlador  debe restablecer con rapidez el equilibr io or iginal 

Frente a un cambio de referencia, el sistema debe reaccionar  rápidamente para alcanzar  el nuevo equilibr io.

Var ios tipos de estructuras de control, adaptados a diferentes procesos:

Consigna f i jaSeguimientoCascadaPropor cional

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 84

SISTEMAS DE CONTROL ± Consigna f i ja (f ixed setpoint)CONTROLADORES INDUSTRIALES

La var iable de referencia tiene un valor  f i jo.

En sistemas diseñados para dar  una respuesta rápida a perturbaciones.

Controles de temperatura 

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 85

SISTEMAS DE CONTROL ± Seguimiento (Follow-up)CONTROLADORES INDUSTRIALES

La var iable de referencia cambia

En sistemas diseñados para dar  una respuesta rápida a cambios de consigna.

Controles de temperatura 

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SISTEMAS DE CONTROL ± Cascada (Cascade)CONTROLADORES INDUSTRIALES

Utiliza dos controladores, como mínimo (maestro-esclavo)La var iable de salida del controlador  maestro es la entrada del controlador  esclavo.En sistemas diseñados para dar  una respuesta rápida a cambios de consigna y apar ición de perturbaciones.

Secundar io:Capacidad de seguimiento de consigna

Pr imar io:Reacciona bien ante perturbaciones

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F-ES / dpto. / nombre 11/03/2002 13:27proyecto 87

SISTEMAS DE CONTROL ± Propor ción (Ratio)CONTROLADORES INDUSTRIALES

Se utiliza para mantener  una propor ción dada entre dos cantidades

El caudal q2 sirve como consignapara variar q1 y mantener lamisma proporción de mezcla

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Autotuning

Basado en el ajuste del tipo Ziegler-Nichols.

Cuando se activa, el autoajuste funciona en el próximo cambio de consigna y

se desactiva automáticamente.

Se fuerza la oscilación del sistema bajo condiciones controladas, calculandoentonces los parámetros PID.

CONTROLADORES INDUSTRIALESUtilidades

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Adaptación

Basado en la lógica difusa (fuzzy logic). Optimiza contínuamente losparámetros del regulador en función a unos algoritmos almacenados en sumemoria.

Con cada cambio de consigna (automático), se observa la respuestatransitoria y se modifican los parámetros.

CONTROLADORES INDUSTRIALESUtilidades

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Método Zieger -Nichols

1. Método práctico para la obtención de los parámetros de ajuste.2. Configurar el regulador como regulador P (I=0 , D=0)3. Aumentar P hasta que oscile,Kcrit

4. Determinar el periodo de oscilación, Tk5. Calcular los parámetros según la tabla

CONTROLADORES INDUSTRIALESA juste

Kp Tn Tv

Regulador P 0,5 Kcrit ±±Regulador PI 0,45 Kcrit 0,85 Tk ±Regulador PID 0,6 Kcrit 0,5 Tk 0,12 Tk

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Absolutas

Se utilizan para asegurar que el sistema se mantiene dentro de unos 

márgenes con la f inalidad de proteger  vidas, entorno e instalaciones.

CONTROLADORES INDUSTRIALES

ALARMAS

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Relativas

Se utilizan para informar  al operador cuando el proceso se aparta de la 

consigna establecida.

CONTROLADORES INDUSTRIALES

ALARMAS

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SISTEMA RECOMENDADO NO RECOMENDADO

Temperatura PI, PID, (P) IPresión PI, (I) DCaudal PI, PID, (I) PNivel P, PI IRotación P, PI, PID ITensión todosPosición PD, PID I

CONTROLADORES INDUSTRIALESSelección