Estrategias de Control de Procesos_1

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA “ANTONIO JOSE DE SUCRE” VICERRECTORADO BARQUISIMETO DIRECCION DE INVESTIGACION Y POSTGRADO MAESTRIA EN INGENIERÍA DE CONTROL DE PROCESOS CONTROL DE PROCESOS PROF. JESÚS M. ARAQUE R. IP-511123

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clases de control de sistemas

Transcript of Estrategias de Control de Procesos_1

  • UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA

    ANTONIO JOSE DE SUCRE

    VICERRECTORADO BARQUISIMETO

    DIRECCION DE INVESTIGACION Y POSTGRADO

    MAESTRIA EN INGENIERA DE CONTROL DE PROCESOS

    CONTROL DE PROCESOS

    PROF. JESS M. ARAQUE R.

    IP-511123

  • ESTRATEGIA

    DE

    CONTROL

    DE

    PROCESOS

  • Un lazo de realimentacin mide una

    variable del proceso y enva la medida a

    un controlador para compararla con la

    consigna (set-point). Si la variable del

    proceso es diferente al set-point (punto de

    consigna), una accin de control es

    tomada para retornar la variable del

    proceso al valor del set-point. La figura

    ilustra un lazo de realimentacin en el

    cual un transmisor mide la temperatura de

    un fluido y la enva al controlador y, si es

    necesario, se cierra o se abre la vlvula de

    vapor para ajustar la temperatura del

    fluido.

    Mientras cada aplicacin tiene sus propias caractersticas, algunas comentarios generales se

    pueden hacer sobre lazos de realimentacin de presin, flujo, nivel y temperatura .

    SISTEMA DE CONTROL REALIMENTADO

    Los lazos de realimentacin son comnmente usados en el control de procesos industriales.

    La ventaja de un lazo de realimentacin es que ste controla directamente la variable del

    proceso deseada. La desventaja de un lazo de realimentacin es que la variable del proceso

    debe variar respecto al set-point para que una accin de control sea ejecutada.

  • LAZO DE CONTROL DE PRESIN

    Los lazos de control de

    presin varan en velocidad,

    es decir, ellos pueden

    responder a cambios de

    carga o a acciones de

    control lentas o rpidas. La

    velocidad requerida en un

    lazo de control de presin

    puede ser impuesta por el

    volumen del fluido del

    proceso. Sistemas con

    grandes volmenes (e.g.,

    grandes almacenamientos

    de gas natural) tienden a

    cambiar ms lento que los

    sistemas de bajo volumen

    (ver figura).

  • LAZO DE CONTROL

    DE FLUJO

    Generalmente, los lazos de control de flujo son considerados como lazos rpidos que responden

    a cambios rpidamente . Por tanto, el equipo de control de flujo debe tener una rpido muestreo de

    la respuesta en el tiempo. Como los transmisores de flujo tienden a ser instrumentos bastantes

    sensitivos, ellos pueden producir rpidas fluctuaciones o ruido en la seal de control. Para

    compensar el ruido, muchos transmisores de flujo tienen una funcin de amortiguamiento que filtra

    el ruido de salida. Algunas veces, los filtros son colocados entre el transmisor y el sistema de

    control. Como la temperatura afecta la densidad del fluido del proceso, mediciones de temperatura

    son con frecuencia tomadas con medidores de flujo y compensacin para la temperatura es tomada

    en cuenta en el clculo del flujo. Tpicamente, un sensor de flujo, un transmisor, un controlador,

    y una vlvula o bomba son usadas en los lazos de control del flujo (ver figura).

  • LAZO DE CONTROL DE

    NIVEL La velocidad de cambio en un lazo

    grande de control de nivel depende del

    tamao y forma del depsito

    (recipiente) del proceso (e.g, depsitos

    grandes toman mayor tiempo para

    llenase o descargarse que los pequeos)

    y de la razn de flujo (caudal) en las

    tuberas de entrada y salida. Los

    fabricantes de instrumentos pueden

    emplear una o varias tecnologas de

    medicin para medir nivel, incluyendo

    radar, ultrasonido, flotadores, y medida

    de presiones, entre otras. El elemento

    final de control en un lazo de control de

    nivel es generalmente una vlvula en la

    entrada y/o en las conexiones de salida

    en el tanque (ver figura). Con

    frecuencia es crtico evitar

    derramamiento de un tanque, por

    tanto, algunas veces se emplea un

    sistemas de control redundante.

  • LAZO DE CONTROL

    DE TEMPERATURA Debido al tiempo requerido para el cambio de

    temperatura en procesos de fluidos, el lazo de

    control de temperatura tiende a ser

    relativamente lento. Estrategias de control

    anticipatorio (feebforward control strategies)

    son con frecuencia utilizadas para incrementar la

    velocidad de respuesta en el lazo de control de

    temperatura. Detectores resistivos de

    temperatura (RTD) o termocuplas , entre otros,

    son tpicamente usados como sensores de

    temperatura. Transmisores de temperatura y

    controladores se utilizan, aunque no es normal

    ver sensores directamente conectados a la

    interface de un controlador. El elemento final de

    control para un lazo de control de temperatura es

    generalmente la vlvula de control del flujo de

    combustible para un quemador o para algn tipo

    de intercambiador de calor. Algunas veces, para

    mezclar o mantener temperatura, los procesos de

    fluido fro son utilizadas (ver figura).

  • En muchos procesos, mediante la aplicacin de otras tcnicas de control, es posible y ventajoso mejorar el desempeo logrado con el control por realimentacin.

    Para estas tcnicas se requiere de un mayor conocimiento de ingeniera de control, de equipos y de mayor capacidad

    de cmputos en comparacin con el control por realimentacin. Igualmente se requiere de la formulacin

    de un estudio de factibilidad tcnica y econmica del proyecto a desarrollar.

    ESTRATEGIA DE CONTROL DE PROCESOS

  • RELS DE CMPUTO

    Los rels de computo son cajas negras en las que se realiza alguno manejo

    matemtico de las seales; en software, los bloques son equivalentes a los

    rels. Con el advenimiento de la microelectrnica, se ha incrementado la

    disponibilidad de manejos matemticos ms complejos, haciendo estos rels

    cada vez ms verstiles e inteligentes.

    Son variadas las operaciones que dichos rels pueden realizar , entre las que

    se pueden sealar: suma/resta, multiplicacin /divisin, raz cuadrada,

    selector de mximos/mnimos, integracin, retardo lineal, retardo

    adelanto/atraso, estacin de razn, flujo de masa, entre otros.

    Es necesario conocer la programacin y en algunas veces el escalamiento de

    estos rels de cmputo para garantizar la compatibilidad entre la seal de

    entrada y la de salida.

  • Rels de cmputo

    A manera de ejemplo, la siguiente figura ilustra el control de flujo

    de gas a travs de una tubera de un proceso y se desea determinar

    la razn de flujo de masa del mencionado gas, el cual puede ser

    calculado por la siguiente ecuacin:

    Donde:

    = flujo de masa (lbm/h)

    p = presin diferencial a travs de orificio (pulg de agua)

    = densidad del gas (lbm/pie cbico)

    K = coeficiente del orificio

  • Rels de cmputo Flujo de gas a travs de una tubera de un proceso

    Calculo de flujo de gas por medio de un rel de cmputo

    Rel de cmputo

  • Control en cascada

    Una de las tcnicas para mejorar la estabilidad de un sistema realimentado de control complejo es el

    empleo del control en cascada. Este tipo de control utiliza cuando la variable controlada no puede

    mantenerse dentro del punto de consigna (set-point), por ptimos que sean los ajustes del controlador,

    debido a las perturbaciones que se producen en alguna condicin del proceso.

    El control en cascada est formado

    por dos controladores, uno de ellos

    es el master (maestro) o primario,

    que enva su seal de salida al punto

    de consigna (set-point) del segundo

    controlador llamado esclavo (slave),

    o secundario, es decir, el primero

    controlador manda al segundo.

    El principal propsito de este nuevo

    esquema de control en cascada, es

    eliminar los efectos de perturbaciones

    menores haciendo la respuesta de

    regulacin del sistema ms estable y

    ms rpida.

  • Estructura del control en cascada

    La estructura del control es cascada tiene dos lazos. Un lazo primario y un controlador primario

    llamado maestro y un lazo secundario con un controlador secundario llamado esclavo. La salida

    del controlador primario es el punto de consigna (set point) del controlador secundario. La salida del

    controlador secundario es la que acta sobre el proceso.

    Cuando se producen perturbaciones en la carga que modifican la estabilidad de la variable

    controlada del proceso, es til introducir un lazo de control adicional que compense dichas

    alteraciones. Idealmente, el segundo lazo de control debe eliminar inmediatamente estas

    perturbaciones antes de que afecten el proceso y lo descompensen.

  • Control en cascada Control en cascada de un proceso industrial

  • Control en cascada

    Control de realimentacin de temperatura

    de un horno

    Control en cascada de la temperatura de un horno

    Una aplicacin tpica se encuentra en el calentamiento de un horno que utiliza fuel-oil como

    combustible, cuyas caractersticas pueden cambiar por variaciones de: Presin, Temperatura y

    viscosidad.

  • Control en cascada

    El control en cascada se usa cuando se controla una variable asociada a un sistema de alta inercia (respuesta lenta).

    La variable del proceso se controla con una variable manipulada, la cual varia muy rpidamente, debido al cambio de condiciones que la genera.

    Se establece un lazo de control doble, el cual se denomina :

    Master (maestro, primario): Asociado a la variable controlada final. Es el ms lento de todos. Esclavo (secundario) : Asociado a la variable manipulada. El lazo secundario es mas rpido que el lazo maestro (primario). La misin del lazo secundario (esclavo) es mantener la variable manipulada en su punto deseado de ajuste. El punto de ajuste (set-point) del controlador secundario es fijado por el lazo maestro.

  • Control en cascada

    El controlador maestro esta en automtico, recibiendo el setpoint (punto de consigna) del operador.

    El punto de consigna es el valor deseado de la variable controlada o variable del proceso (VP).

    La salida de este controlador primario esta en la escala de 0 a 100 % .

    La salida de este controlador primario define el setpoint del controlador secundario (esclavo).

    El controlador esclavo, controla, en consecuencia la(s) variable(s) manipulada(s) a fin de mantenerla el valor deseado, absorbiendo las perturbaciones que afectan al proceso.

  • Control en cascada Ejemplos de control en cascada

  • Regla 1.- Disear el lazo secundario de manera que contenga las perturbaciones ms serias.

    Estas perturbaciones, las cuales entran en el lazo secundario son las nicas para las cuales el

    sistema de cascada mostrar mejora sobre el control de retroalimentacin convencional.

    Regla 2.- Hacer el lazo secundario tan rpido como sea posible incluyendo solamente los

    menores retrasos del sistema completo de control. Es deseable, pero no esencial, que el lazo

    interno sea al menos tres veces ms rpido que el lazo externo.

    Regla 3.- Seleccionar una variable secundaria cuyos valores estn definidamente y fcilmente

    relacionados a los valores de la variable primaria. Durante una operacin no perturbada la

    relacin entre la variable primaria y la variable secundaria debe estar representada por una sola

    lnea y si esta es una lnea recta, la sintonizacin de los controles es mucho ms simple.

    Regla 4.- Incluir en el lazo secundario tantas perturbaciones como sea posible, mantenindolo

    al mismo tiempo, relativamente rpido.

    Regla 5.- Escoger una variable secundaria de control que permita al controlador secundario

    operar a la ganancia ms alta posible (la ms baja banda proporcional). Esto es difcil de

    predecir.

    La seleccin de la variable controlada secundaria es tan importante en un sistema de control en

    cascada que es muy til formalizar algunas reglas que ayuden a la seleccin.

  • CONTROL ANTICIPATIVO (Feedforward control)

    El control anticipativo

    (Feedforward control)

    denominado tambin como

    control de prealimentacin o

    control en adelanto, es un

    sistema de control que se

    anticipa a los disturbios de

    carga y los controla antes que

    ellos puedan impactar la

    variable del proceso (vp). Para

    que el control anticipativo

    trabaje correctamente, el usuario

    debe conocer la descripcin

    matemtica apropiada de cmo

    las variables manipuladas

    impactaran las variables del

    proceso. Control anticipativo (feedforwad control)

  • Control anticipativo

    Control en cascada

    Control realimentado

  • Control anticipativo

    El control anticipativo (feedforward) se caracteriza por utilizar un microprocesador (que acta como

    un controlador) que parte de la medida de una o ms variables de entrada, que influye en le valor de

    la variable que interesa estabilizar, calcula la seal de correccin mediante un modelo del proceso, y

    acciona la vlvula de control sin utilizar el clsico lazo de realimentacin, es decir, el accionamiento

    de la vlvula tiene lugar en lazo abierto.

    El controlador anticipativo es de accin

    derivativa. De este modo, si el caudal es

    fijo, la seal procedente del controlador

    de temperatura pasa sin cambios hacia

    la vlvula. En cambio, si se presentan

    variaciones en el caudal, la seal

    derivada correspondiente se suma o se

    resta, segn el sentido de la variacin, a

    la de la temperatura. Esta disposicin

    recibe el nombre de control anticipativo

    esttico

    El control anticipativo esttico se utiliza cuando el proceso presenta cambios en las perturbaciones y

    en la variable manipulada.

    control anticipativo esttico

  • Control anticipativo

    El control anticipativo dinmico es una estructura ms refinada, dotado de un rel de cmputo de

    adelanto-atraso (el lazo de control se ajusta ms a las caractersticas dinmicas del proceso)

    combinado con el clsico control de realimentacin, ver la siguiente figura.

    Control Anticipativo Dinmico

  • En general, los sistemas de control anticipativos deben ser usados en

    casos donde la variable controlada tenga el potencial de ser un disturbio

    de carga considerablemente mayor sobre la variable del proceso.

    Una ventaja del control anticipativo es que el error se previene antes que

    corregirlo. Sin embargo, es difcil responder por todos los disturbios posibles en un sistema a travs de control anticipatorio. Factores tales como temperatura

    externa, acumulaciones de materia en tuberas, consistencia de la materia prima, humedad, y contenidos de humedad pueden todos ellos llegar a ser disturbios de

    carga y no siempre pueden ser efectivamente tomados en cuenta en un sistema de

    control anticipativo.

    Control anticipativo

    Se puede decir que el control de realimentacin es capaz de trabajar bien

    (controlar) en rgimen permanente, pero no as en condiciones dinmicas del

    proceso. En cambio, el control anticipativo es capaz de seguir rpidamente los

    cambios dinmicos, pero puede presentar un offset considerable en la variable de

    salida.

  • El control anticipativo es til en los siguientes procesos:

    Procesos con tiempos muertos y retardos considerables, difciles o casi imposibles de controlar con el control clsico de realimentacin.

    Procesos en los que la variable a controlar no puede medirse con exactitud o de modo continuo.

    Procesos en los que la variable a controlar no se fija y viene determinada por otra variable o variables que deben ser mximas o mnimas.

    Proceso exotrmico donde interese obtener el mximo controlando la temperatura a un valor prximo a la temperatura de disparo de la reaccin exotrmica.

    Control anticipativo

  • Control Anticipativo ms Control Realimentado

    Debido a la dificultad de responder a cualquier disturbio de carga posible en un sistema de

    control anticipativo, estos sistemas son con frecuencia combinados con sistemas

    realimentados. Controladores con funciones de suma (o rels de cmputo) son usados en

    estos sistemas combinados para totalizar la entrada de ambos, el lazo de control

    anticipatorio y el lazo de control realimentado enva una seal unificada al elemento final

    de control.

    La figura muestra un

    lazo anticipativo ms

    el lazo de

    realimentacin, el

    cual, ambos

    (transmisor de flujo y

    transmisor de

    temperatura) proveen

    la informacin para

    controlar la vlvula

    de control del vapor.

  • Control Adaptativo y Control Realimentado combinado

    Ejemplo

    Cul es el diagrama de bloques?

  • CONTROL DE RELACIN (Control de Razn)

    El esquema de control de relacin se usa frecuentemente, sobre todo en la industria de procesos qumicos; para regular la relacin entre los flujos de dos corrientes manipulando una sola de ellas. Consiste en medir la razn (relacin) de flujo de la

    corriente no controlada y producir cambios en el flujo de la corriente manipulada (a

    travs de la vlvula de control), para mantener una relacin constante entre los dos flujos.

    El control de relacin es usado en

    muchas aplicaciones e involucra a

    un controlador que recibe una

    entrada desde un equipo que mide

    caudal de un flujo no regulado

    (salvaje). El controlador

    determina (calcula) una relacin y

    la enva como una seal de control

    (set-point) a otro controlador que

    regula el segundo caudal del

    segundo fluido tal que una

    proporcin apropiada del segundo

    fluido pueda ser aadida.

  • Control de relacin (Control de Razn)

    Este tipo de control se presenta cuando se desea mezclar dos

    corrientes de lquidos, A y B en una cierta o proporcin

    razn R, es decir, R=A/B, como se muestra en la figura.

    Este tipo de control es fcil de implementar si

    cada flujo se controla mediante un lazo de control

    (de flujo) independiente, en el cual el punto de

    consigna (set-point) de los controladores se fija de

    manera tal que ambos lquidos se mezclan en la

    proporcin requerida (R=A/B) (ver figura).

    Si se tuviese que aumentar el flujo total, se

    requiere cambiar dos flujos, tanto el punto de

    control (punto de consigna) de FIC101 como el

    de el FIC102

    Es una tcnica de control muy comn en los procesos industriales.

    (R=A/B)

    (R=A/B)

    Cantidad de A

    Cantidad de B

  • Si no se puede controlar uno de los flujos (corriente A, flujo salvaje ), sino nicamente

    medirlo, entonces la tarea de control se hace ms difcil. De alguna forma, la corriente B debe variar

    conforme vara la corriente A, para garantizar la mezcla en la razn correcta. Las siguientes figuras

    muestran dos esquemas posibles de control de razn.

    Control de relacin (control de razn)

    Primer esquema

    Flujo salvaje Se mide el flujo salvaje (corriente A) y se multiplica

    por la razn que se desea (en FY102B) para obtener

    el flujo que se requiere de la corriente B (B=RA).

    La salida del multiplicador o estacin de razn,

    FY102B, es el flujo que se requiere de la corriente B

    y, por tanto, sta se utiliza como punto de control

    (consigna) para el controlador de la corriente B,

    FIC101; de manera que, conforme varia la corriente

    A, el set-point del controlador de la corriente B

    variar en concordancia con la corriente A para

    mantener la razn, R, requerida.

    Si se desea una nueva razn entre las dos corrientes,

    la nueva razn (R) se debe fijar en FY102B

  • Control de relacin (control de razn) Segundo esquema

    En este esquema se miden ambas corrientes (A y

    B) y se dividen en FY102B para obtener la razn

    de flujo real del sistema. La razn calculada es

    enviada al controlador, RIC101, con el cual se

    manipula el flujo de la corriente B para mantener el

    punto de control (Set-point). El set-point de este

    controlador es la razn requerida , y se fija desde el

    panel frontal (ver figura).

    En estos esquemas se utilizan sensores

    diferenciales de presin para medir los flujos.

    En la industria se utilizan ambos esquemas de

    control, sin embargo, se prefiere el primer

    esquema ya que es ms lineal.

    Primer esquema: FY102B resuelve la ecuacin B=RA. El cambio de la salida por cada modificacin

    de la corriente de entrada A se expresa con

    Segundo esquema: FY102B resuelve la ecuacin R=B/A . Cambio de la salida

  • Control de relacin (control de razn)

    An cuando se puedan

    controlar ambos flujos por

    separado, es ms

    conveniente implementar

    el control de razn. En la

    siguiente figura se muestra

    un esquema de control de

    razn para este caso,

    donde se manipulan los

    dos lazos de control en

    forma simultanea.

    En este lazo de control si

    se tuviese que incrementar

    el flujo total, slo se

    tendra que modificar un

    flujo, en el set-point del

    controlador FIC101.

    SP

  • Control de relacin

    Tal como se ha venido

    sealando, el control

    de relacin es un

    sistema de control en

    el que una variable del

    proceso es controlada

    con relacin a otra

    variable. Mientras que

    el control en cascada

    es slo un mtodo que

    mejora la regulacin

    (control) de una

    variable, el control de

    relacin satisface una

    necesidad especfica,

    como lo es, el control

    de la relacin de dos

    variables.

  • CONTROL

    SELECTIVO

    (Override Control)

  • En el control selectivo se selecciona una de dos o ms

    variables del proceso, en un valor alto o bajo, con el fin

    de evitar daos en el proceso o en el producto, o bien

    repartir la seal de salida al controlador. Para esta

    funcin se utiliza un rel de mxima o mnima que

    selecciona bien las variables o bien las seales de salida

    de los controladores.

    Control selectivo

    El principio e implementacin del control selectivo se puede

    exponer mediante algunos ejemplos.

  • Control selectivo La figura muestra un reactor cataltico exotrmico de tubo con su

    respectivo perfil tpico de la temperatura a lo largo del reactor. Se

    desea controlar la temperatura del reactor en el punto de mayor

    temperatura.

    Conforme se envejece el

    catalizador del reactor o

    cambian las condiciones

    de trabajo, por las

    caractersticas del proceso,

    el punto de mayor

    temperatura se mueve

    (variable medida). Esto

    indica que se debe disear

    un nuevo esquema de

    control donde la variable

    que se mide se mueva

    conforme se mueve el

    punto de mayor

    temperatura. Control de temperatura en un reactor exotrmico de tubo.

  • Control selectivo

    Un esquema de control selectivo, con su perfil tpico de temperatura, que permita medir

    siempre el mayor punto de temperatura en el reactor, se ilustra en la siguiente figura.

    Esquema de control selectivo para un reactor exotrmico de tubo.

    Es este tipo

    de esquema

    de control, en

    el selector de

    alta siempre

    se elige el

    transmisor

    con la lectura

    ms alta de la

    temperatura

    HS11= selector

    de alta

  • Control selectivo

  • CONTROL POR SOBREPOSICIN

    El control por sobre posicin se utiliza generalmente

    como un control de proteccin para mantener las

    variables del proceso dentro de ciertos lmites. Otro

    esquema de proteccin es el de control entrelazado, el

    cual se utiliza principalmente como proteccin contra

    mal funcionamiento del equipo; cuando se detecta mal

    funcionamiento el proceso se detiene mediante el sistema

    entrelazado. La accin de control por sobreposicin no es

    tan drstica: el proceso se mantiene en operacin, pero

    bajo condiciones ms seguras

  • Control por sobreposicin Lazo de control para el tanque y el flujo.

    Esquema de control por superposicin

    Si h2 disminuye, no habr suficiente volumen

    positivo neto de succin (VPNS), de lo que

    resulta cavitacin (cabeceo) en la bomba.

    FIC50 = controlador con accin inversa

    LIC50 = controlador con accin directa

    LS50 = rel de seleccin baja

    h2

    Bomba de velocidad variable

  • CONTROL POR

    GAMA (RANGO)

    PARTIDA

    (split range control)

  • CONTROL DE GAMA (RANGO) PARTIDA (split range control)

    ESQUEMA DE CONTROL DUPLEX O CONTROL DE GAMA

    (RANGO) PARTIDA (SPLIT RANGE CONTROL)

    En el control de gama partida el instrumento controlador

    acta sobre dos o ms elementos finales de control (vlvulas,

    motores, otros) en forma secuencial o solapada. Si los

    elementos finales de control son vlvula, gracias a que ellas

    efectan una carrera completa con slo una parte de la seal

    de control de 3-15 psi (de aqu el nombre de gama partida),

    mediante resortes especiales o montando posicionadores

    adosados a la vlvula estas pueden efectuar una carrera

    completa.

  • Control de gama partida Consideremos el control de gama partida

    para la temperatura de una camisa de

    enfriamiento y calentamiento (reactor,

    ver figura). En este caso. se asume que el

    controlador TC es slo proporcional. Su

    salida alimenta dos vlvulas. Si son

    vlvulas neumticas para el control del

    vapor (3-15 psi) su accin se calibrar de

    manera que la vlvula que controla el

    vapor pase de abierta a cerrada si su

    suministro de presin es de 3 a 9 psi; y la

    vlvula que controla el agua fra pase de

    cerrada a abierta si su suministro de

    presin es de 9 a 15 psi. El sistema se

    disea para que la salida del controlador

    suministre 9 psi cuando el error es cero

    (ambas vlvulas cerradas). Al variar la

    temperatura se abrir ya sea la vlvula

    para el calentamiento o para el

    enfriamiento, dependiendo del signo del

    error.

  • Control de gama partida

    Un sistema similar al

    anterior, pero en un esquema

    de control en cascada se

    muestra en la ver figura. Igual

    al sistema anterior, se necesita

    tanto el calentamiento como el

    enfriamiento del reactor. Para

    ello se parte el rango de

    presin (gama partida) para las

    vlvulas. Ellas operan entre 3

    a 9.2 psi y de 8.8 a 15 psi. El

    solapamiento (8.8 a 9.2 psi)

    es empleado para evitar

    puntos muertos.

    U1 = perturbacin en los flujos de entrada (frio o caliente a la camisa)

    U2 = Cambios producidos por generacin de calor en las reacciones qumicas.

  • Control de gama partida Control de gama partida aplicado a dos intercambiadores

    de calor en serie

    El esquema se utiliza para calentar un producto cuyo caudal es muy variable; cuando el

    caudal es bajo basta un solo intercambiador para calentarlo y cuando la fabricacin es

    mxima son necesarios los dos.

  • Control de gama partida

    Supngase que, desde el punto de vista de seguridad, las vlvulas deben cerrar en

    caso de fallo de aire, por lo cual el controlador de temperatura debe ser de accin

    inversa (al aumentar la temperatura baja la seal de salida). Si el caudal de producto es

    bajo, actuara la vlvula de control V-1, porque la seal de salida estar comprendida

    entre el 50% y el 100% (9-15 psi o 0,2 a 1 bar).

    A medida que aumenta el caudal, el controlador de temperatura baja la seal

    gradualmente hasta que, cuando la seal baja de 50% (9 psi o 0,6 bar), la vlvula V-1

    permanece totalmente abierta con el primer intercambiador trabajando al mximo, y la

    vlvula de control V-2 empieza a abrir, iniciando as el funcionamiento del segundo

    intercambiador. A un caudal mximo determinado, las dos vlvulas de control estn

    abiertas y los dos intercambiadores traban conjuntamente.

    La particin de la seal se logra usualmente mediante posicionadores acoplados a las

    vlvulas de control que convierten el campo de la seal de entrada electrnica (4-20

    mmA c.c) a 0,2-1 bar (3-15 psi), o bien mediante convertidores I/P (intensidad a

    corriente).

  • Control de gama partida

    Otro tipo de control de gama partida es el control duplex proporcional en tiempo que

    se usan en cmaras trmicas que se controlan a temperatura inferior y superior a la

    temperatura ambiente, mediante dos vlvulas de selenoide accionadas por rels (ver

    figura).

    El rel n 1 puede actuar con impulso de un refrigerador.

    El rel n 2 lo hace sobre una resistencia de calefaccin.

  • Otras formas de control

    Control por computadora

    Control Digital Directo o DDC (Direct Digital Control).

    Control supervisor (SPC- Set Point Control), llamado

    tambin control de puntos de consigna.

    Sistema de Control Distribuido (DCS), otros.

    Control por adelanto / atraso.

    Control por limitacin cruzada.

    Control por accin pre calculada.

    Control de procesos discontinuos, otros

    Sistemas de control Avanzado

    Correctores de retardo,

    control robusto,

    control no lineal,

    control estadstico,

    control multivariable,

    control ptimo,

    control adaptivo,

    control predictivo,

    sistemas expertos,

    control por redes neuronales,

    control por lgica difusa, otros.

  • GRACIAS