042012 LAZOS DE CONTROL.pdf

8/17/2019 042012 LAZOS DE CONTROL.pdf

1/5

Ingeniería de

automatizaciónMCAI 20 02V00

Lazos DE CONTROL

Actualizado al 26 de abril de 2012

Automatización industrial

Oscar Páez RiveraProfesor Asociado

Departamento de Ingeniería Eléctrica

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILEDepartamento de Ingeniería Eléctrica


2/5

Lazos de control pagina 2

Oscar Páez Rivera Profesor Asociado del Departamento de Ingeniería Eléctrica

LAZOS DE CONTROL

En la Ingeniería de de terreno y en las Oficinas de proyectos en instrumentación y control se habla mucho de lazos de control,paradójicamente los Ingenieros que hablan de lazos de control entienden cosas diferentes por lazo de control. En esta monografíase plantea el tema en base a una definición de lazo de control que más o menos incluye lo que en terreno se alude como lazo decontrol.

Oscar Páez Rivera, Ingeniero Civil Electricista de la Universidad de Chile yMagister en Ingeniería Eléctrica de la misma casa de estudios. Profesor Asociado delDepartamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Santiago de Chile y Directordesde 1995 a 2010 de la carrera Ingeniería de Ejecución en Electricidad Menciónautomatización Industrial Modalidad Vespertina. Actualmente director del Departamentode Ingeniería Eléctrica .

Esta monografía se origina en las clases presenciales de la asignatura control desistemas que dicta desde 1976.


3/5



1

LAZOS DE CONTROL

Definición:

Un lazo de control es la cadena de instrumentos que se origina en un sensor y finaliza en un elemento final de control como ser el conversor i/pde una válvula de control o en un lazo de control.

Para controlar una variable lo usual es aplicar una estrategia de control. Esta estrategia es una combinación de principios de control. Laestrategia de control se expresa en un gráfico llamado Diagrama de Procesos e Instrumentación. En estos diagramas se generan las cadenasde instrumentos que forman al tema de esta monografía. Por ello un lazo de control es una parte del Diagrama de Procesos e Instrumentación

2 DE LA DOCUMENTACIÓN EN INGENIERÍA

La Ingeniería es la actividad profesional que genera soluciones satisfactorias, confiables y mantenibles a los problemas que se originan en laproducción de bienes o al suministro de servicios (por ejemplo transporte, energía, comunicaciones, etc). Uno de los factores que más influyepara lograr la mantenibilidad de las soluciones de Ingeniería es la documentación de la misma. Tradicionalmente las escuelas de Ingenieríacentran sus esfuerzos en la solución (mediante el diseño); sin embargo cuando se entrega la solución al cliente es absolutamente necesario queesta solución este protegida por la información que permita al usuario, entenderla, mantenerla mejorarla y reproducirla.

3

DE LA DOCUMENTACIÓN EN INGENIERÍA DE CONTROL AUTOMÁTICO

En el caso de la Ingeniería de control automático referente al control de procesos industriales la documentación necesaria es la siguiente

a. Diagrama de Procesos e Instrumentación.b. Base de datos del proyecto.c. Diagramas de interconexión de instrumentosd. Planos de alambrado de instrumentos.

El Diagrama de Procesos e Instrumentación resume el diseño de control automático y al respecto, un lazo de control es un fragmento delmismo.

La base de datos del proyecto es una tabla que contiene la información de todo elemento (virtual o material) involucrado en el diseño. Y alrespecto la tabla de instrumentos por lazo es un subconjunto de la base de datos del proyecto.

El diagrama de interconexión de instrumentos contiene la información eléctrica y electrónica necesaria para conectar eléctricamente losinstrumentos y es tema de otra monografía.

Finalmente, los planos de alambrado contienen la información para que maestros alambren en terrenoa los instrumentos de control.4 EJEMPLOS A continuación se muestran los diagramas de proceso e Instrumentación empleados para el control delnivel de un estanque de proceso, también se muestran los lazos y las tablas correspondientes

4.1 Control en lazo cerrado de nivelLa Figura 1 representa la solución de control automático para el control en lazo cerrado del nivel en unestanque de proceso TKP. En la figura 2 se muestra el lazo cerrado de control . en la tabla 4.1 sedetallan propiedades de los instrumentos empleados.


4/5



Tabla 4.1instrumentos del Diagrama de Procesos e Instrumentación(Empleados en el Diagrama de Procesos e Instrumentación de la Figura 1.)

Tag Tipo Variable medida o elemento final de control

accionado o lazo de control manejado.

señal de entrada al instrumento

función de la señal de salida del

instrumento o función de la

LT_10 transmisor de nivel Nivel estanque Mide variable bajo control

LC_11 Controlador de lazo cerrado de nivel delestanque bajo control

Lazo de control esclavo de flujo(FC 30)

Set point local

i/p 32 Conversor corriente-presión CV 32 Señal de mando del controlador LC 11

4.2 Control prealimentado de nivel de nivel

La Figura 3 representa la solución de control automático para el control del nivel en un estanque deproceso TKP empleando un lazo de prealimentación. En la figura 4 se muestra el lazo deprealimentación de control . en la tabla 4.1 se detallan propiedades de los instrumentos empleados.

Tabla 4.2 instrumentos del Diagrama de Procesos e Instrumentación (Empleados en el Diagrama de Procesos e Instrumentaciónde la Figura 3.)

Tag Tipo Variable medida o válvula de controlaccionada o lazo de control manejado.

señal de entrada al instrumentofunción de la señal de salida delinstrumento o función de la

FT_20 transmisor de flujo Flujo de carga L Mide variable de carga L

LC_20 Controlador prealimentado de nivel del

estanque bajo control

Lazo de control esclavo de flujo No aplica

i/p 32 Conversor corriente-presión CV 32 Señal de mando del controlador LC 11

4.3 Control realimentado de nivel en cascada con control de flujo de reposición La Figura 5 representa la solución de control automático para el control del nivel en unestanque de proceso TKP empleando un lazo cerrado de control en cascada con un lazocerrado de control del flujo de reposicion. En las figura 6 y 7 se muestran los lazos de controlempleados . en la tabla 4.3 se detallan propiedades de los instrumentos empleados.

Tabla 4.3 instrumentos del Diagrama de Procesos e Instrumentación(Empleados en el Diagrama de Procesos e Instrumentación de la Figura 5.)

Tag Tipo Variable medida o válvula de control accionada o lazo decontrol manejado.

señal de entrada al instrumentofunción de la señal de salida del instrumento ofunción de la

HV

01

x

L

Y

FT20

LC

20

Figura3

CV

32 i/p

32TKP

FT

20

LC

20

i/ p

32

Figura 4


5/5



LT_10 transmisor de nivel maestro Nivel estanque Mide variable bajo control

FT_30 transmisor esclavo de flujo Flujo X Mide variable de actuación

LC_11 Controlador maestro de lazo cerrado de nivel delestanque bajo control


Set point local

FC_30 controlador esclavo de control de nivel del estanque i/p 32 Set point remoto proveniente de la estación de

suma.

4.4 Control retroalimentado de nivel con prealimentación de flujo de carga y en cascada con el control

retroalimentado del flujo de reposición

La Figura 8 representa la solución de control automático para el control del nivel en unestanque de proceso TKP empleando un lazo cerrado de control en cascada con un lazocerrado de control del flujo de reposición más un lazo de control de prealimentación con elflujo L de carga y en cascada con un lazo cerrado de control del flujo de reposición. En lafigura 9 se muestran los lazos de control empleados . en la tabla 4.4 se detallan propiedadesde los instrumentos empleados

Tabla 4.4 instrumentos del Diagrama de Procesos e Instrumentación(Empleados en el Diagrama de Procesos e Instrumentación de la Figura 8.)

Tag Tipo Variable medida o válvula de control accionada o lazo decontrol manejado.

señal de entrada al instrumentofunción de la señal de salida del instrumento ofunción de la

LT_10 transmisor de nivel Nivel estanque Mide variable bajo control

FT_20 transmisor de flujo Flujo L Mide variable de carga L

FT_30 transmisor de flujo Flujo X Mide variable de actuación

LC_11 Controlador maestro de lazo cerrado de nivel delestanque bajo control


Set point local

LC_20 Controlador prealimentado de nivel del estanque bajocontrol

Lazo de control esclavo de flujo No aplica

FC_30 controlador esclavo de control de nivel del estanque i/p 32 Set point remoto proveniente de la estación desuma.

S-00 Estación de suma Flujo esclavo de control en cascada No aplica

042012 LAZOS DE CONTROL.pdf

Documents

Transcript of 042012 LAZOS DE CONTROL.pdf