3pv71 Martes Modo De Control De 2 Posiciones Hgcg.docx

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

INSTRUMENTACION Y CONTROL EN PLANTAS DE PROCESO “METODO DE CONTROL DE DOS POSICIONES”

PROFESOR: JORGE RIVERA ELORZA IVONNE YESENIA HERNANDEZ GONZALEZ ALUMNO: HECTOR GABRIEL CLETO GUERRERO GRUPO: 3PV71 PERIODO: ENERO A JUNIO DEL 2019

CALIFICACION: __________________________________________________________________ COMENTARIOS:

OBJETIVOS Conocer e identificar la aplicación del modo de control de dos posiciones así como la forma en la que se manifiesta el cambio de demanda en su operación

INTRODUCCION SISTEMA DE CONTROL ON-OFF El control on-off también llamado todo-nada, es la forma más simple de control por realimentación, es un control de dos posiciones en el que el elemento final de control solo ocupa una de las dos posibles posiciones, en el cual la salida del controlador va de un extremo a otro cuando el valor de la variable controlada se desvía del valor deseado Este método solo acepta dos posiciones para el actuador: encendido (100%) y apagado (0%), la lógica de funcionamiento es tener un punto de referencia, si la variable es mayor el actuadora sume una posición, y si la variable es menor el actuador a sume la otra posición Ventajas del sistema ON-OFF * es la forma más simple de control * bajo precio de instalación * fácil instalación y mantenimiento * Amplia utilización en procesos de poca precisión Desventajas del sistema de control ON-OFF *mínima precisión * no recomendable para procesos de alto riesgo El sistema de control de dos posiciones presenta algunas características, las cuales son: * variación cíclica de la variable controlada * el controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia * funcionamiento óptimo en procesos con tiempo de retardo mínimo y velocidad de relación lenta *mecanismo simple de construcción, por eso es un controlador de amplio uso

La salida del controlador ON-OFF solo puede cambiar entre dos valores al igual que dos estados de un interruptor. El controlador no tiene la capacidad para producir un valor exacto en la variable controlada para un valor de referencia dado pues el controlador produce una continua desviación del valor de referencia. La acción del controlador de dos posiciones tiene un simple mecanismo de construcción, por esa razón este tipo de controladores es de los de más amplio uso, y comúnmente utilizados en sistemas de regulación de temperatura. Los controladores mecánicos de dos posiciones normalmente posee algo de histéresis, por el contrario los controladores electrónicos usualmente funcionan sin histéresis. La histéresis está definida como la diferencia entre los tiempos de apagado y encendido del controlador. Para determinar la regulación del controlador, son importantes los parámetros amplitud y período de tiempo de la oscilación. La oscilación depende de muchos factores, el período de tiempo está en función del tiempo muerto del sistema y la posible histéresis del controlador. La histéresis también está directamente influenciada por la amplitud de la oscilación la cual es adicionalmente dependiente de los valores del factor de histéresis Kis y la magnitud del escalón en la variable de entrada.

Tu: tiempo muerto del sistema w: valor de referencia T: periodo de la oscilación Xm: ancho de sobreimpulso de la oscilación

Se puede establecer que la amplitud en la deriva o desviación de la variable controlada depende de la rapidez con que la señal de salida cambia durante cada ciclo. En procesos industriales de gran capacidad tales como: * Tanques de almacenamiento * * *Sistemas de enfriamiento * Hornos de tratamiento térmico La gran capacidad volumétrica implica una elevada constante de tiempo y aunque el tiempo muerto sea casi nulo, la señal medida a la salida puede cambiar muy lentamente obteniéndose como resultado que el ciclo ocurra dentro de una banda muy estrecha alrededor del valor de consigna. Este esquema control puede ser aceptable si el ciclo no es muy rápido, sin embargo, si la medición del proceso es más sensible a los cambios en el suministro o al ruido, la frecuencia del ciclo comienza a incrementarse de manera tal que en algún punto el ciclo se volverá inaceptable y alguna forma de control proporcional deberá ser aplicada. Tiempo de retardo: Un Tiempo de Retardo defiere a respuesta amortiguada de un proceso, desde que se produce un cambio en la variable de manipulada (por ejemplo cambiando la posición de la válvula) hasta tener un cambio en la variable de proceso: el efecto inicial de un cambio en la salida del controlador es visto inmediatamente, pero la efecto final se toma un tiempo para realizarse o completarse. Tiempo muerto: periodo de tiempo durante el cual hay un cambio en la variable manipulada pero que no produce NINGUN tipo de efecto en la variable de proceso: el proceso aparece como “muerto” por algún tiempo antes de mostrar su respuesta. La siguiente gráfica superpone y nos permite contrastar tiempos de retardo de primer y segundo orden versus tiempos muertos puros.

A pesar de que la respuesta de primer orden toma algún tiempo para fijar su nuevo valor (tiempo de retardo), no hay ningún retardo entre el paso de salida del controlador y el inicio de la respuesta de primer orden. De la misma manera podemos decir para la respuesta de múltiple orden, a pesar de que se tiene un crecimiento muy lento al inicio. La respuesta de tiempo muerto, por el contrario, en realidad se toma un tiempo después de que el cambio en la salida se haya producido. Hay un periodo de tiempo donde la respuesta es MUERTA y no hace absolutamente nada después del stepchange o scalon de la salida en el controlador.

Entonces tengamos la idea clara, el tiempo muerto ayudará a cumplir uno de estos criterios (desplazamiento exagerado de la fase) y hará que el lazo de control empiece a oscilar mucho más que si se tuviera tiempo de retardo. Una técnica que se utiliza para el control de procesos con predominancia de tiempo muerto es aplicar una variación especial del algoritmo PID llamado sampleand-hold. En esta variación de PID, el controlador efectivamente alterna entre los modos “automático” y “manual” de acuerdo a un ciclo pre-configurado. Para periodos cortos de tiempo, cambia modo “automático” para “muestrear” el error (PV-SP) y calcular un nuevo valor de salida, y luego cambia a modo manual (“hold”) para dar tiempo que el efecto se produzca y las correcciones se propaguen a través del tiempo muerto antes de tomar una muestra y calcular otro valor de salida.

PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA 1. Debemos hacer las conexiones correspondientes en el tablero antes de poder encender el equipo 2. Conectaremos un cable que vaya de LT hasta LICA, por otra parte conectar otro cable que vaya de LICA a FCV 3. Procederemos a encender el compresor y la bomba principal 4. Asegurarnos que la válvula de drenado que se encuentra a la salida del tanque C-2 este abierta al 100% 5. Ajustaremos nuestro punto de ajuste que será el 50% 6. El medidor estará mostrando en que punto de ajuste va el equipo, cuando llegue al 50% comenzaremos a tomar el tiempo 7. el nivel de ajuste seguirá aumentando, hasta cuando llegue a su máximo y comience a descender, tomaremos la lectura del punto de ajuste 8. el tiempo lo detendremos hasta cuando llegue a su mínimo y este comience a acercase al punto de ajuste de 50% 9. tomaremos el tiempo que tarda en llegar desde el punto mínimo hasta el punto máximo 10. cuando llegue al punto máximo tomaremos una nueva cuenta de tiempo y lo detendremos hasta que llegue a su mínimo 11. teniendo todas las corridas al 100% de apertura de la válvula, procederemos a cerrar tal válvula hasta que quede al 50% abierta 12. realizaremos los mismo pasos del 5 al paso 10 13. cuando tengamos todas las corridas, apagaremos la bomba y el equipo se ira quedando sin energía

TABLA DE RESULTADOS APERTURA DE VALVULA PUNTO DE AJUSTE PUNTO MAXIMO PUNTO MINIMO

CORRIDA TIEMPO (MAX-MIN) TIEMPO (MIN-MAX)

100% 50% 54.7 47.9

APERTURA DE VALVULA PUNTO DE AJUSTE PUNTO MAXIMO PUNTO MINIMO

1 43

2 25

3 20

PROM 22.5

19.77

18.94

17.94

18.44

CORRIDA TIEMPO (MAX-MIN) TIEMPO (MIN-MAX)

50% 50% 56.7 48.1

1 40

2 28.50

3 29.14

PROM 28.82

23.47

23.89

21.33

23.68

MEDIDOR

APERTURA DE VALVULA=100% 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47

40

80.44

121.38

EXPERIMENTAL REFERENCIA 22.5 0

20

62 40

60

102.94 80

100

120

140

TIEMPO

APERTURA DE VALVULA=50% 52.5

58

157.5

105

MEDIDOR

56 54 52

EXPERIMENTAL

50

28.82

81.32

133.82

REFERENCIA

48 46 0

20

40

60

80

100

TIEMPO

120

140

160

180

COMPARATIVO

MEDIDOR

COMPARATIVO 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47

100% 50% REFERENCIA

0

20

40

60

80

100

TIEMPO

120

140

160

180

CONCLUSION COMO PODEMOS OBSERVAR MEDIANTE LAS GRÁFICAS, EL COMPORTAMIENTO NO FUE TAN AGRADABLE COMO LO ESPERÁBAMOS, YA QUE UNOS BUENOS RESULTADOS ERAN LOS QUE ESTUVIERAN OSCILANDO ENTRE LOS VALORES DEL PUNTO DE AJUSTE, SIN EMBARGO NO FUE ASÍ. LO QUE PODEMOS OBSERVAR FUE QUE CON UNA APERTURA DEL 100% EL TIEMPO DE LLENADO Y DE DESCARGA FUE MENOR AL RESPECTO CON UNA APERTURA DEL 50%, YO PODRÍA DEFINIR QUE LOS MEJORES RESULTADOS FUERON CON EL 100% ABIERTA LA VÁLVULA YA QUE LOS TIEMPOS FUERON MENORES, Y LA OSCILACIÓN NO ESTA TAN LEJOS DEL PUNTO DE REFERENCIA, ASÍ QUE ES MÁS FÁCIL PODER CONTROLAR LA VARIABLE MEDIDA. SABEMOS QUE LOS TIEMPO MUERTOS PUEDEN TRADUCIRSE EN VALOR ECONÓMICO EN UN PROCESO, ASÍ QUE SI HAY LA POSIBILIDAD DE PODER ALIMENTAR LA CARGA POR LA PARTE SUPERIOR SERÍA DE GRAN AYUDA, YA QUE SI SE ALIMENTA POR DEBAJO OPONE UNA MAYOR RESISTENCIA AL PASO DEL FLUJO Y ES MAYOR TIEMPO MUERTO EL TIEMPO MUERTO VA A DEPENDER DEL EQUIPO Y LA TECNOLOGÍA CON LA QUE CUENTE TODOS LOS INSTRUMENTOS DIGITALES TIENEN UN TIEMPO MUERTO DEBIDO A SU NATURALEZA DE OPERACIONES SOLO PUEDE HABER UN PUNTO DE AJUSTE EN EL CONTROLADOR DE DOS POSICIONES, PERO SIN EMBARGO EL PROCESO SE PUEDE OPTIMIZAR REDUCIENDO LA BANDA DIFERENCIAL O INTENTANDO CON ALGUNA OTRA APERTURA DE VÁLVULA PARA QUE LOS DATOS EXPERIMENTALES DEN UN POCO MÁS CERCA HACIA EL PUNTO DE AJUSTE Y OBTENER MEJORES RESULTADOS EN EL PROCESO