Practica-7-instrumentacion-y-control (1).docx

Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Instrumentación y control PRACTICA 7: Modo de control proporcional

Profesora: Hernández Gonzales Ivonne Y.

Sección: A

Boleta: 2015320772

Grupo: 5IM80

Fecha de entrega: 20/03/2019

1. OBJETIVOS:

Practica 7 Modo de control proporcional: Obtener la curva de respuesta de1 controlador proporcional y determinar el porcentaje de error del dial de la banda proporcional.

2. INTRODUCCIÓN La acción de control proporcional constituye un amplificador con ganancia ajustable. La variable medida se resta de la entrada (la variable deseada) para formar una señal de error. Este tipo de acción de control no tiene en cuenta el tiempo por lo que es importante unirla con alguna parte de acción integral o derivativa. En algunos controladores lo que se utiliza es la banda proporcional que no es más que la modificación expresada en porcentaje de variación de entrada al controlador e(t), requerida para producir un cambio del 100% en la salida m(t). Entonces la ecuación que describe la banda proporcional (BP) es:

El aumento de la ganancia proporcional en forma exagerada puede hacer que polos de la transferencia no modelados que para ganancias bajas no influyen, adquieran importancia y transformen al sistema en inestable. El control de nivel por flotador que ves en la figura es un ejemplo de regulación proporcional (que esencialmente es cómo funciona la cisterna del baño de tu casa)

Ilustración 1 ejemplo de regulación proporcional La válvula de control Ve consigue que el caudal de entrada de fluido en el depósito sea igual al flujo de salida, a base de mantener el nivel constante en el depósito. Regulando la posición del tornillo T, ajustamos el nivel deseado. Si ocurre un aumento del caudal de salida (por abrir Vs), disminuye el nivel del depósito, que es detectado por el flotador, que, por medio de una palanca, modifica la posición la válvula Ve, aumentando el caudal de entrada hasta conseguir que sea igual al de salida. Entonces, el flotador estará más bajo que al principio, produciéndose un error permanente. El regulador de acción proporcional responde bien a las necesidades operativas, siempre que el error producido sea tolerable. Teóricamente, en este tipo de controlador, si la señal de error es cero, también lo será la salida del controlador. La respuesta, en teoría es instantánea, con lo cual el tiempo no intervendría en el control. En la práctica, no ocurre esto, si la variación de la señal de entrada es muy rápida, el controlador no puede seguir dicha variación y presentará una trayectoria exponencial hasta alcanzar la salida deseada.

Ilustración 2 tipos de respuestas En general los reguladores proporcionales (P) siempre presentan una respuesta con un cierto error remanente, que el sistema es incapaz de compensar.

3. DESARROLLO. 1) Al inicio de la práctica se hicieron las conexiones pertinentes para poder tener un circuito de control. 2) Se suministro de energía el sistema a operar. 3) Se encendió la bomba 4) Se establecieron algunos parámetros, los cuales consistían en elegir un intervalo de trabajo. 5) Se armaron equipos de 3 personas para operar el proceso. 6) Se verifico que la variable de banda proporcional fuera establecida de acuerdo a los parámetros en los que se iba a trabajar. 7) Se estableció un set point de 60 el cual se mantendría fijo 8) Se tomaron datos para reportar a Y1, E1 . 9) Cada conjunto de personas pasó a realizar sus lecturas en tablero y se reportaron al resto del grupo

4. TABLA DE RESULTADOS EXPERIMENTALES

BP 12 16 5

SP E1 Y1 E2 60 40 100 58.1 60 40 100 57.2 60 40 100 65 Ilustración 3 resultados experimentales

Y2 12 17.3 0

5. CALCULOS (Por cuestión de resultados se decidió en el grupo ignorara la corrida con BP=5 debido a que el comportamiento parecía más a un modo ON/OFF al dar 0 en Y2, por lo que la corrida en la tabla n°1 se desprecia, enmarcada en color rojo) Se considera la corrida numero 1 con BP 12 de la tabla 1 de datos experimentales, enmarcada de color azul. max=sp +

Ecuación 1 max=60+

BP 2

12 2

max=66

min=sp−

Ecuación 2 min=60−

BP 2

12 2

min=54

BP=

Ecuación 3

E 2−E 1 ∗100 Y 2−Y 1

58.1−40 ∗100 12−100 BP=−20.56 BP=

m=

Ecuación 4

1 BP

1 −20.56 m=−.04863 m=

Ecuación 5 .581−.60 +.50 −20.56 y=.5009 y=

y=

E−SP +K BP

con K=50%

Calculo de % error con las pendientes, ya que estas me darán la desviación del comportamiento de dos rectas, en una obtuvimos un punto el cual nos arrojo el experimento y la recta trazada nos brinda el comportamiento ideal de 100 a 0 , podríamos llamarla recta de referencia mreal−mteorico mreal (−20.56)−(−8.33) %error= (−20.56) %error=

%error=59.48

6. GRAFICAS

Grafica con banda proporcional 12 apertura de la válvula

120 100

f(x) = 8.33x - 8.33x - 450 + 550 maximo mi nimo SP pendi ente pos i tiva Li near (pendi ente pos i tiva ) pendi ente negativa Li near (pendi ente negativa) BP 12

80 60 40 20 12 0 50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

posición de la variable Ilustración 4 grafica de experimentación con BP 12

Gráfica con banda proporcional 16 apertura de la válvula

120 100

mini mo

f(x) = 6.25x - 6.25x - 325 + 425

maxi mo

80

s et poi nt pendi ente pos i tiva

60

Li near (pendi ente pos i tiva)

40

pendi ente negativa

20

Li near (pendi ente negativa )

0 50

17.3 52

54

56

58

BP 16 60

62

64

66

posición de la variable

Ilustración 5 grafica de experimental con BP 16 7. TABLA DE RESULTADOS BP 12 16

m real -20.56 -20.79

m teórica o de %error referencia -8.333 59.48 -6.25 69.93

8. ANÁLISIS DE RESULTADOS Al hacer las graficas pertinentes a los puntos encontrados en la experimentación de la practica de modo de control proporcional, podemos percibir que al señalizar los puntos se encuentran fuera de intervalo correspondiente a la recta que se ajusta al tipo de pendiente( negativa), suponiendo que el modo de control, o llamémoslo respuesta de corrección fuera inmediato , la banda proporcional arroja unos porcientos de error bastante grandes , superando un % admisible para cualquier proceso, en ambos puntos registrados en la ilustración 4 y 5

68

70

corresponden a una pendiente negativa (recta color azul) , por lo que el proceso no muestra una buena operación de parte del proceso.

9. CONCLUSIONES El set point en un proceso nos indicara que trabajaremos dentro de ese intervalo, al contar con un set point de 60 deducimos que la apertura de la válvula no es ni total, pero tampoco se encuentra cerrada, comparando los datos que obtuvimos experimentalmente se deduce que a mayor banda los intervalos crecen tanto el mínimo , como el máximo, los % error son grandes por lo que la corrección no sé hace de manera adecuada , aun cuando los datos obtenidos sean fielmente tomados de las lecturas , pudo existir un error de lectura de parte del mirón por lo que nos arroja una desviación grande. Comprendiendo en la teoría introductoria que la variación de la señal de entrada es muy rápida, el controlador no puede seguir dicha variación y presentara una trayectoria que se supone alcanzara la salida deseada.

10. BIBLIOGRAFIA HTTP://INSTRUMENTACIONYCONTROL.NET/TAG/BANDAPROPORCIONAL/ HTTP://MATERIAS.FI.UBA.AR/6722/ACCIONES%20BASICAS %20PID.PDF HTTPS://WWW.ECURED.CU/CONTROL_PROPORCIONAL HTTPS://ES.SLIDESHARE.NET/WORLDBLACK101/CONTROLPROPORCIONAL