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Controladores - Coggle Diagram
Controladores
Criterios para la selección de un control
On-Off
capacitancia del proceso grande
Control de nivel y temperatura en procesos de gran capacidad
resistencia del proceso cualquiera
Cambio de carga del proceso cualquiera
Proporcional
Capacitancia del proceso pequeña a media
Aplicaciones para presión, temperatura y nivel donde el offset no es inconveniente
Resistencia del proceso pequeña
Cambio de carga del proceso moderada
Proporcional + integral
Capacitancia del proceso cualquiera
Resistencia del proceso pequeña
Cambio de carga del proceso cualquiera
La mayor parte de aplicaciones, incluyendo el caudal
Proporcional + derivativo
Capacitancia del proceso media
Resistencia del proceso pequeña
Cambio de carga del proceso cualquiera
Cuando es necesaria una gran estabilidad con un offset mínimo y sin necesidad de acción integral
Proporcional + integral + derivativo
Se usa para procesos con cambios rápidos y retardos apreciables
Cambio de carga del proceso rápido
Resistencia del proceso grande
Capacitancia del proceso cualquiera
Modos de control aplicados en instrumentación
On-Off
el elemento de actuación solo tiene dos posiciones fijas
se emplea usualmente con una banda diferencial o zona neutra
Funciona satisfactoriamente
cuando
posee un tiempo de retardo mínimo
el proceso tiene una velocidad de reacción lenta
Se caracteriza gracias a que la válvula permite una entrada y salida de energía
esta energía entrante es ligeramente superior e inferior respectivamente a las necesidades de operación normal
Proporcional + integral
actúa cuando existe una desviación
entre
variable
punto de consignia
integrando dicha desviación en el tiempo y sumándola a la acción de la proporcional
Se caracteriza por el llamado tiempo de acción integral en minutos por repetición
se emplea para obviar el inconveniente del offset
se utiliza cuando se debe mantener un valor de la variable que iguale al punto de consigna
Saturación integral
sucede cuando la variable queda fuera de los limites de la banda proporcional
La acción continuada del integrador da lugar a que la señal de salida a la válvula de control se sature
esto provoca una gran oscilación de la variable
Proporcional
existe una relación lineal entre
y posición del elemento final de control
valor de la variable controlada
el grado de control viene definido por
la ganancia
lo cual es la relación entre
variación de la señal de salida del control a la válvula
variación de la señal de entrada procedente del elemento primario o del transmisor
Banda proporcional
es el porcentaje del campo de medida de la variable
se necesita para que la válvula pueda efectuar una carrera completa
OFFSET
Desviación permanente de la variable una vez estabilizada con relación al punto de consigna
Proporcional + integral + derivativo
Acción proporcional
cambia la posición de la válvula proporcionalmente a la desviación de la variable con respecto al punto de consigna
Acción integral
mueve la válvula a una velocidad proporcional a la desviación con respecto al punto de consigna
va sumando áreas de diferencia entre la variable y el punto de consigna
Acción derivada
corrige la posición de la válvula proporcionalmente a la velocidad de cambio de la variable controlada
Un aumento del tiempo de acción derivada incrementa la acción derivada y proporciona un control más rápido
Proporcional + derivativo
actúa cuando existen cambios en la variable
proporcional a la pendiente de la variable
se caracteriza por el tiempo de acción derivada en minutos de anticipo
es el intervalo durante el cual, la variación de la señal de salida del controlador, iguala a la parte de la variación de la señal
Es adecuada cuando hay retraso en el movimiento de la válvula de control y su repercusión
sin embargo
un tiempo de acción derivada demasiado grande
da lugar a que la variable
rebase el punto de consigna con una oscilación
cambie demasiado rápido
La aplicación permite aumentar la ganancia del controlador
lo que compensa parte del retardo inherente al proceso
además
permite el uso de una ganancia más grande con un offset menor
Sintonización de controladores
Método de oscilación amortiguada
Genera una oscilación amortiguada del 25% en lugar de una amplitud constante
Esto ayuda a obtener los tiempos integral y derivativo del periodo de oscilación
Regula parámetros en el controlador para lograr implementar un control robusto en el proceso
Método de sensibilidad limite
Permite calcular los tres términos del PID a partir de datos obtenidos en una prueba de las caracteristicas de lazo cerrado
Se basa en estrechar gradualmente la banda proporcional con la acción integral y derivativa, mientras se crean cambios en el SP
Método de curva de reacción
Consiste en abrir el lazo cerrado antes de la válvula operando en control manual y crea una perturbación en la señal de entrada del proceso
La respuesta obtenida se registra en una carta de banda y allí se obtiene los parámetros ajuste
Comunicación del controlador con otros instrumentos
Se basan en señales analógicas, neumáticas, electrónicas de 4-20 mA c.c. y digitales
En áreas de difícil acceso tienen cabida los transmisores sin hilos típicamente de presión, señales acústicas y temperatura
transmiten sus medidas a un aparato base de radio conectado a un sistema de control o adquisición de datos
La exactitud de las señales digitales es de unas 10 veces mayor que la señal clásica de 4-20 mA c.c.
Aplicaciones de sistemas de lazo abierto y lazo cerrado
Sistema lazo abierto
la salida del proceso no es comparada con la señal de referencia
Son aplicables cuando
No existen perturbaciones significativas
Se conocen las entradas con anticipación
Sistema lazo cerrado
toma la salida del proceso y se compara con la señal de referencia
esto para conocer en todo momento la evolución de la variable