UNIDAD 4 CONTROLADORES

INSTITUTO TECNOLOGICO TLAHUAC

PROF: GREGORIO FLORES GARCIA MATERIA: INSTRUMENTACION

ALUMNO: EDUARDO MENDOZA ESCAMILLA

GPO:7E1

ING: ELECTRONICA

INTRODUCCION

LAZO DE CIRCUITO ABIERTO

CONTROLES DE PRESION

ACTUADORES

El control proporcional

Definiciones prácticas y precisas Aquí es donde las matemáticas empiezan a aparecer en el algoritmo: un controlador proporcional calcula la diferencia entre la señal de variable de proceso y la señal de setpoint, lo que vamos a llamar como error. Este valor representa cuanto el proceso se está desviando del valor del setpoint, y puede ser calculado como SP-PV o como PV-SP, dependiendo si es que o no el controlador tiene que producir un incremento en su señal de salida para causar un incremento en la variable de proceso, o tener un decremento en su señal de salida para hacer de igual manera un incremento de PV (variable de proceso).

Esta manera como nosotros hacemos esta sustracción determina si un controlador será reverse-acting (acción inversa) o direct-acting (acción directa). La dirección de acción requerida por el controlador es determinada por la naturaleza del proceso, transmisor, y elemento final de control. En este caso, asumimos que un incremento en la señal de salida enviada a la válvula tiene como consecuencia un incremento en el flujo de vapor, y por tanto temperatura alta, entonces nuestro algoritmo necesitará ser de acción inversa ó reverse-acting (por ejemplo un incremento en la medida de temperatura tiene como resultado un decremento de la señal de salida; error calculado como SP-PV). Este error es entonces multiplicado por un valor constante llamado ganancia, la cual es programada dentro del controlador. Este resultado, más una cantidad de “bias”, entonces la señal de salida hacia la válvula sería:   m = Kp*e + b

FORMULA

m = Kp*e + b   Donde: m = Salida del controlador e = Error (diferencia entre PV y SP)

Kp = ganancia proporcional B = bias

PROPORCIONAL INTEGRAL DERIVATIVO

Un PID es un mecanismo de control por realimentación que calcula la desviación o error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener, para aplicar una acción correctora que ajuste el proceso. El algoritmo de cálculo del control PID se da en tres parámetros distintos: el proporcional, el integral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la reacción del error actual. El Integral genera una corrección proporcional a la integral del error, esto nos asegura que aplicando un esfuerzo de control suficiente, el error de seguimiento se reduce a cero. El Derivativo determina la reacción del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones es usada para ajustar al proceso vía un elemento de control como la posición de una válvula de control o la energía suministrada a un calentador, por ejemplo. Ajustando estas tres variables en el algoritmo de control del PID, el controlador puede proveer un control diseñado para lo que requiera el proceso a realizar. La respuesta del controlador puede ser descrita en términos de respuesta del control ante un error, el grado el cual el controlador llega al "set point", y el grado de oscilación del sistema. Nótese que el uso del PID para control no garantiza control óptimo del sistema o la estabilidad del mismo. Algunas aplicaciones pueden solo requerir de uno o dos modos de los que provee este sistema de control. Un controlador PID puede ser llamado también PI, PD, P o I en la ausencia de las acciones de control respectivas. Los controladores PI son particularmente comunes, ya que la acción derivativa es muy sensible al ruido, y la ausencia del proceso integral puede evitar que se alcance al valor deseado debido a la acción de control.

CONTROLADOR PID

CRITERIOS PARA LA SELECIONDE UN CONTROLADOR

INTRODUCCIONActuador se denomina como un dispositivo que puede realizar varias tareas de movimiento lineal y rotativo para producir suficiente energía según el requisito.

Hay muchos diferentes criterios de selección de actuadores dependiendo de sus tamaños, medidas, funciones, capacidad de carga, velocidad, temperatura etc.. Todo depende de la exigencia.

En este artículo, siguiendo temas muestra diferentes criterios de selección de actuadores diferentes. Antes de cambiar a diferentes tipos de actuadores, echar un vistazo hacia el proceso y selección de actuadores generales.

PROCESO DE SELECCIÓN Los criterios de selección de actuadores requeridos dependen del ciclo de trabajo de la válvula y la fuente de la energía. Tamaño importa mucho en actuadores basados en el esfuerzo de torsión y el factor de seguridad. Temperatura y otros factores también intervienen en el proceso de selección de su tamaño.

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• CUARTO DE VUELTA: Vueltas trimestre incluye actuador neumático, actuador eléctrico y actuadores hidráulicos. Actuadores neumáticos-1 están presentes en vuelta del resorte y actuar en doble angel de 900 y 1800. Este actuador es muy seguro y simple y también rentable y su factor de seguridad es upto100%. Actuadores eléctricos 2 pueden trabajar en ambos trifásico y monofásico (AC & DC).Comúnmente se utilizan para el servicio de encendido y apagado. Funciona en ausencia de aire y servicio hidráulico. Actuadores hidráulicos 3 trabajan individualmente donde las fuentes de suministro de neumáticos y eléctricos no están presentes. Es eficaz debido a la menor tamaño. Puede ser trabajado muy eficientemente donde el par máximo es obligatorio utilizar válvulas de gran escala.

SINTONIZACIONDE CONTROL

La sintonización de los controladores Proporcional - Integral - Derivativo o simplemente controladores PID, consiste en la determinación del ajuste de sus parámetros(Kc, Ti, Td), para lograr un comportamiento del sistema de control aceptable y robusto de conformidad con algún criterio de desempeño establecido. Para poder realizar la sintonización de loscontroladores, primero debe identificarse la dinámica del proceso, y a partir de ésta determinar los parámetros del controlador utilizando el método de sintonización seleccionado.

En la industria de procesos,la mayor parte de los controladores se utilizan para responder a un cambio en la perturbación, y se requiere de una buena regulación para seguir el cambio en el valor deseado, con excepción de loscontroladores esclavos en los sistemas de control en cascada.

Si el controlador se ha sintonizado para lograr una buena respuesta en un cambio en el valor deseado, no eliminará las perturbaciones enforma efectiva, si el sistema contiene un integrador o si su constante de tiempo es grande. Es importante, entonces, determinar los requisitos de funcionamiento del lazo de control para seleccionar elprocedimiento de sintonización adecuado.

El desarrollo de los métodos de sintonización ha sido extenso desde que Ziegler y Nichols propusieron su procedimiento en 1942. Normalmente, se dividen enmétodos de lazo abierto y métodos de lazo cerrado, como lo indica la siguiente figura:TECNICAS DE SINTONIZACION DE CONTROLADORES

LAZO CERRADOLAZO ABIERTO

TIPOS DE CONTROLADORES

CONTROLADORUn controlador de dispositivo, llamado normalmente controlador(eninglés, device driver) es un programa informático quepermite al sistemaoperativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardwarey proporcionando una interfaz para usarlo. Se puede esquematizar como unmanual de instrucciones que le indica cómo debe controlar y comunicarse conun dispositivo en particular. Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no sepodría usar el hardware. que vieneincluido debemos de tomar en cuenta todas las especificaciones técnicas, tantode hardware como de software, para instalar el controlador correcto.

La secuencia de cambios puede ocurrir en el aspecto químico, físico o ambos en la composición de una sustancia incluyendo parámetros como el flujo, nivel, presión, temperatura densidad volumen, acidez y gravedad especifica, así como muchos otros, También muchos procesos requieren de transferencia de energía. La mezcla de fluidos, el calentamiento o el enfriamiento de substancias, el bombeo de agua de un lugar a otro, el enlatado de comida, la destilación de gasolina, el pasteurizado de la leche, y convertir la luz solar en energía eléctrica todos pueden ser descritos como procesos. Cuando una sustancia es calentada, su temperatura y su composición puede cambiar.

La capacidad de un censor está determinada por tres características: tiempo de respuesta, exactitud, y precisión.

Censores de distintos tipos están disponibles para usarse en diferentes procesos, consecuentemente tenemos un vasto rango de posibles señales de salida. Por ejemplo, un censor puede proveer un movimiento mecánico, variación de flujo, variación de mili voltajes, variación en la resistencia o en la capacitancia. Cuando una o varias de estas señales es recibida por el transmisor, estas son convertidas a una señal estandarizada