25/03/2017 CONTROL DE PROCESOS Aquilino Rodriguez - Festo Didactic.

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1 25/03/2017 CONTROL DE PROCESOS Aquilino Rodriguez - Festo Didactic

2 CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS SISTEMA Es todo proceso, dispositivo o situación cuyo comportamiento es susceptible de cambio ante determinadas variables. MODELO Es la representación matemática del comportamiento del sistema. Se basa en la relación de las señales de entrada-salida.

3 Transmiten la información del sistema (entradas - salidas)
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS SEÑALES Transmiten la información del sistema (entradas - salidas) Deben conocerse para poder realizar el modelo de control Según el tipo de información se dividen en: discretas analógicas PERTURBACIONES Son las señales que no se pueden medir, son impredecibles.

4 CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS ¿Qué queremos? Cuando el estado deseado se desvíe de lo que queremos a causa de una “interferencia”, el control debe actuar rápidamente para restituir el estado anterior. La vuelta al estado anterior a la “interferencia” debe ser con las mínimas desviaciones posibles. El sistema de control debe mantener la salida dentro de unos límites.

5 SISTEMA CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Abrir válvula
Aumentar temperatura

6 Comportamiento estático
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Comportamiento estático La relación entre las variables de entrada y las variables de salida de un sistema técnico en su condición de estado estable. Comportamiento dinámico Las señales de entrada y salida cambian durante el funcionamiento del equipo (arranque, parada, perturbaciones...) Las relaciones entre estos cambios de señales en relación con el tiempo se conocen como comportamiento dinámico.

7 Tiempo de respuesta lento (Calentamiento de agua).
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Tiempo de respuesta lento (Calentamiento de agua).

8 Tiempo de respuesta rápido (Control de caudal)
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Tiempo de respuesta rápido (Control de caudal)

9 Motor de corriente continua Entrada: Tensión (0 ... 24V)
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Bomba Motor de corriente continua Entrada: Tensión ( V) Salida: Caudal ( l/min)

10 Entrada: Caudal (0,5 ... 15 l/min) Salida: Frecuencia (13 ... 1200 Hz)
CONTROL DE PROCESOS: CONCEPTOS BÁSICOS Caudalímetro Entrada: Caudal (0, l/min) Salida: Frecuencia ( Hz)

11 Analógicos (transductores)
COMPONENTES: SENSORES Y ACTUADORES Los sensores transforman las magnitudes físicas del sistema en señales eléctricas o mecánicas que proporcionan información al sistema de control. Digitales (sensores) Analógicos (transductores) Los actuadores transforman las señales eléctricas de control en magnitudes físicas.

12 Válvulas Para regular y controlar el flujo de un sistema de tuberías.
COMPONENTES: ACTUADORES Válvulas Para regular y controlar el flujo de un sistema de tuberías. Regulan variando su resistencia al caudal que las atraviesa. asiento bola corredera

13 Válvulas pistón mariposa diafragma servocontrol COMPONENTES:
ACTUADORES Válvulas pistón mariposa diafragma servocontrol

14 COMPONENTES: ACTUADORES Válvulas Los fabricantes dan las características de sus productos basándose en unos parámetros preestablecidos. En válvulas se utiliza el caudal nominal estándar, dando como resultado de las pruebas el factor kv (engloba tamaño y carrera). La relación de kv y la salida se denomina curva característica, y puede ser lineal o de igual porcentaje.

15 Bombas centrífugas Proporcionan la energía al circuito.
COMPONENTES: ACTUADORES Bombas centrífugas Proporcionan la energía al circuito. Cámara semicerrada Fuerza centrífuga como impulsión Limitaciones de altura de impulsión y de aspiración Grandes caudales a poca presión Líquidos viscosos, con partículas en suspensión. Puede aparecer cavitación Necesidad de válvula antirretorno Velocidad constante o como elemento regulador centrífuga aspiración

16 Bombas de pistones Cámara cerrada Pequeños caudales a alta presión
COMPONENTES: ACTUADORES Bombas de pistones Cámara cerrada Pequeños caudales a alta presión Diafragma para medios agresivos

17 Bombas lobulares Impulsión suave Presiones bajas
COMPONENTES: ACTUADORES Bombas lobulares Impulsión suave Presiones bajas Peristálticas para dosificación, no tienen contacto con el medio. De tornillo para materiales viscosos

18 COMPONENTES: ACTUADORES Bombas de reacción La impulsión se realiza por aspiración del fluido con la ayuda de un medio propelente ( 1: agua, aire, vapor...) También se utilizan para generar vacío por aspiración.

19 Temperatura – termómetros de resistencia
COMPONENTES: SENSORES Temperatura – termómetros de resistencia Resistencia de Platino o Níquel Precisos (-200ºC a 800ºC) Basados en el cambio de resistencia debido a la temperatura (corriente fija -> cambio de tensión) Pt100 Pt500

20 Temperatura - termopares
COMPONENTES: SENSORES Temperatura - termopares Basados en el efecto termoeléctrico La unión debe referenciarse, pues depende del material y de la temperatura de trabajo. Delicados a la hora de conectar (bornas especiales) Medida de temperatura en hornos, maquinaria...

21 Temperatura – PTC . NTC Termistores Elementos semiconductores
COMPONENTES: SENSORES NTC Temperatura – PTC . NTC Termistores Elementos semiconductores La resistencia varía con la temperatura PTC – R aumenta con T NTC – R disminuye con T Alta sensibilidad Grandes tolerancias PTC Protección de circuitos eléctricos, motores...

22 COMPONENTES: SENSORES Caudal - volumétricos Miden el volumen que los atraviesa y lo transforman en r.p.m o frecuencia Para amplios rangos de caudal y viscosidad

23 Caudal – presión diferencial
COMPONENTES: SENSORES Caudal – presión diferencial Miden la diferencia de presión del líquido al atravesar una sección menor de tubo (V aumenta y P disminuye)

24 Caudal – Área variable Denominados rotámetros
COMPONENTES: SENSORES Caudal – Área variable Denominados rotámetros Observación visual directa (oscilaciones, paralaje...) El peso del indicador se equilibra con el caudal del flujo que lo rodea.

25 COMPONENTES: SENSORES Nivel - digitales Digitales (flotadores, ópticos, conductividad, capacitivos...)

26 Nivel - analógicos Llamados también transmisores de nivel COMPONENTES:
SENSORES Nivel - analógicos Llamados también transmisores de nivel

27 Presión Analógicos (transductores de presión)
COMPONENTES: SENSORES Presión Analógicos (transductores de presión) Digitales (presostatos, vacuostatos) SDE1 PEV SDE5

28 La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, 2481...
COMPONENTES: SIMBOLOGÍA ACTUADORES La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, Actuador manual Actuador diafragma Actuador motorizado válvula Válvula con actuador de diafragma y posicionador incorporado controlador Controlador PI

29 La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, 2481...
COMPONENTES: SIMBOLOGÍA SENSORES La representación se atiene a normas DIN 1946, 2429, Sensor presión Sensor temperatura Sensor nivel Sensor caudal Transductor presión-salida eléctrica ajustable Transductor corriente-salida neumática visualizador

30 RELÉ (libre de potencial) Termopares
COMPONENTES: SEÑALES La información (entradas y salidas) se transmite mediante señales estandarizadas Eléctricas mA (preferiblemente) mA V -10 V V RELÉ (libre de potencial) Termopares La utilización de cada tipo de señal dependerá de la aplicación y su entorno (distancias, interferencias, ....)

31 La regulación de sistemas se dividirá en:
La regulación de un sistema pretende mantener ciertos parámetros del mismo dentro de unos márgenes deseables para el proceso. La regulación de sistemas se dividirá en: Regulación sin realimentación (lazo abierto) Regulación con realimentación (lazo cerrado)

32 Un sistema en lazo abierto es, básicamente, un control manual.
REGULACIÓN: CONCEPTOS Un sistema en lazo abierto es, básicamente, un control manual. Confiamos en la respuesta del sistema en función de comportamientos anteriores. No tenemos información del resultado de la acción (La variable de salida no influye en la variable de entrada) Ducha Consigna manual: más caliente o más frío Perturbación: Abren al agua fría: te escaldas Abren el agua caliente: te congelas Lavavajillas Consigna manual: programa de lavado Perturbación: Vajilla MUY sucia y poco jabón o abrillantador

33 Un sistema en lazo cerrado es un control automático.
REGULACIÓN: CONCEPTOS Un sistema en lazo cerrado es un control automático. Cuando, en un proceso, la variable regulada es continuamente supervisada y comparada con la variable de referencia. Según el resultado de la comparación, la variable de entrada cambia para ajustar la salida al valor deseado. Aparece el concepto de realimentación. Horno Consigna: Temperatura deseada Resultado: Temperatura real (medida) Acción: Calentar o enfriar Perturbación: Abren la puerta: baja la temperatura

34 REGULACIÓN: CONCEPTOS ESTABILIDAD Un sistema estable conseguirá que la variable regulada (X) esté siempre muy próxima a la consigna (W) (Sistema Estable) Dependiendo del ajuste, pueden aparecer oscilaciones transitorias (Sistema Estable) Un mal ajuste dará lugar a oscilaciones continuas o muy prolongadas en el tiempo (Sistema Inestable) Un sistema inestable puede dañar los elementos de control o estropear el resultado del proceso. En la práctica, los sistemas de regulación en lazo cerrado deben ser estables.

35 REGULACIÓN: CONCEPTOS

36 Acción discontinua (ON-OFF)
REGULACIÓN: CONCEPTOS Un regulador compara el valor medido (valor actual, variable de proceso, PV) con el valor deseado (Consigna, Setpoint, SP) y, a continuación, emite la variable manipulada (Controller output, CO) Cada sistema requiere un tipo de regulación diferente. Hay dos tipos: Acción continua Acción discontinua (ON-OFF)

37 La variable manipulada tiene valores preestablecidos
REGULACIÓN: CONCEPTOS Acción discontinua La variable manipulada tiene valores preestablecidos El regulador típico discontinuo es el termostato La variable manipulada cambia cíclicamente, apareciendo un fenómeno oscilatorio (Hunting) Acción continua La variable manipulada cambia continuamente en función de la desviación del sistema.

38 Regulación de dos puntos (ON - OFF) 0% o 100% de potencia de control
CONCEPTOS Acción discontinua Regulación de dos puntos (ON - OFF) 0% o 100% de potencia de control Control sencillo, sin pretensiones. Error limitado por la banda proporcional

39 La regulación ON-OFF, o de dos posiciones
CONCEPTOS La regulación ON-OFF, o de dos posiciones

40 La salida puede tomar infinidad de valores intermedios (resolución)
REGULACIÓN: CONCEPTOS Acción continua La salida puede tomar infinidad de valores intermedios (resolución) El error será mínimo Ajuste complicado (parámetros P,I,D)

41 REGULACIÓN: APLICACIONES El suelo radiante utiliza sistemas de regulación continua (PID) mediante termostatos digitales.

42 Variable de proceso o variable regulada.
REGULACIÓN: VARIABLES DEL SISTEMA Process Value (PV, X) Variable de proceso o variable regulada. Es el valor actual (medido) de la salida. El valor instantáneo de la variable regulada se denomina valor real. Aquí sería el volumen de agua del depósito.

43 Controller output (CO, Y)
REGULACIÓN: VARIABLES DEL SISTEMA Controller output (CO, Y) Variable de control o variable manipulada. Es el valor de la variable que modifica las condiciones de trabajo (variable regulada) En el ejemplo, sería la corriente que controla la elevtroválvula.

44 Setpoint (SP, W) REGULACIÓN: VARIABLES DEL SISTEMA
Valor deseado o consigna. Es el valor teórico que queremos que alcance la variable regulada.

45 Disturbance (Z) REGULACIÓN: VARIABLES DEL SISTEMA Interferencia
La variable regulada debe mantenerse en el valor de la variable de referencia. Siempre aparecerán perturbaciones no deseadas que modifican la evolución de la salida. Necesidad de un control automático.

46 Deviation (e, Xd) REGULACIÓN: VARIABLES DEL SISTEMA Desviación o error
Diferencia entre el valor deseado (SP, referencia) y el valor real, PV (variable regulada).

47 Todos los sistemas reaccionarán de una manera determinada y diferente.
TIPOS DE REGULACIÓN Todos los sistemas reaccionarán de una manera determinada y diferente. La respuesta dependerá del diseño o composición de la máquina o sistema, y no puede modificarse sin modificar el sistema. (el “truco” estará en determinar esta respuesta temporal para poder manejarla) Tres componentes en función de su comportamiento: Proporcional, P Integral, I Derivativo, D

48 El tiempo de respuesta determinará los parámetros de regulación.
TIPOS DE REGULACIÓN: Respuesta temporal El tiempo que tarda en reaccionar la variable de salida ente un cambio en la variable de entrada se denomina Tiempo de respuesta. El tiempo de respuesta determinará los parámetros de regulación. Un tiempo de respuesta lento (temperatura, nivel) requerirá una regulación “lenta” Un tiempo de respuesta rápido (caudal, presión, posición) requerirá una regulación “ágil”. En función del tiempo de respuesta se configurará el tipo de regulación necesario: P, I, PI, PD, PID

49 TIPOS DE REGULACIÓN: Proporcional La salida de la variable manipulada (CO, Y) es proporcional a la desviación del sistema (e, Xd) Al ser proporcional a la desviación del sistema, sólo aparecerá si hay una diferencia entre la variable de proceso (PV, X) y la consigna (SP, W)

50 Siempre quedan desviaciones en el sistema
TIPOS DE REGULACIÓN: Regulador Proporcional La relación entre entrada y salida es el coeficiente proporcional o ganancia proporcional Kp = Yo / Xo Kp elevada grandes cambios en el sistema -> oscilaciones Kp baja falta de regulación Siempre quedan desviaciones en el sistema

51 Abrimos rápidamente la válvula 10 vueltas para compensar.
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de Regulación Proporcional Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Abrimos rápidamente la válvula 10 vueltas para compensar. Entra agua y el nivel empieza a subir El nivel sube por encima de los 50mm (sigue abierta la válvula) Cerramos rápidamente la válvula, pero algo menos que antes (2 vueltas). El nivel acaba por bajar (sigue habiendo consumo), y se pasa. Abrimos la válvula una vuelta El nivel sube más lentamente, pero acaba por pasarse ETC...... El nivel “rondará” siempre el valor correcto, tendiendo a Xd=0 (no llegará)

52 Añade a su salida la desviación respecto al tiempo.
TIPOS DE REGULACIÓN: Integral Añade a su salida la desviación respecto al tiempo. Mientras hay desviación, la variable manipulada (CO, Y) se incrementa. Al aumentar la variable manipulada (CO, Y), decrece la desviación hasta que ésta se hace cero (pero se “pasa”). Conseguiremos llegar a un error nulo, pero la salida oscilará entorno a Xd=0.

53 Poco utilizados de forma aislada
TIPOS DE REGULACIÓN: El Regulador Integral Integra la desviación del sistema. La velocidad de cambio de la variable manipulada, Y, es proporcional a la desviación del sistema (Xd). Problemas de oscilación o lentitud de respuesta Poco utilizados de forma aislada

54 Empezamos a abrir la válvula lentamente
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de Regulación Integral Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Empezamos a abrir la válvula lentamente Transcurrido un tiempo, el nivel baja más lentamente (seguimos abriendo) El nivel empieza a subir, pero seguimos abriendo hasta que el nivel llega al valor correcto. Entonces dejamos de abrir. El nivel sube por encima de los 100mm (sigue abierta la válvula) Empezamos a cerrar la válvula de la misma manera que antes se abría. El nivel sube más despacio (seguimos cerrando) y acaba por bajar (sigue habiendo consumo), cuando llega al valor correcto, dejamos de cerrar ETC...... El nivel “rondará” siempre el valor correcto con oscilaciones prolongadas

55 Mide la velocidad con la que cambia la desviación del sistema (e, Xd)
TIPOS DE REGULACIÓN: Derivativa Mide la velocidad con la que cambia la desviación del sistema (e, Xd) Si la desviación cambia deprisa, la variable manipulada (CO, Y) es grande (y viceversa) Un regulador D no tiene sentido (la variable Y solo aparece con un Xd diferente de cero)

56 Si el nivel baja deprisa, abrimos rápidamente 10 vueltas
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de Regulación Derivativa Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Si el nivel baja deprisa, abrimos rápidamente 10 vueltas En cuanto el nivel comienza a subir, cerramos completamente. Miramos el cambio en el nivel. Si el nivel baja otra vez, repetimos. ETC...... El nivel no se podrá ajustar, variará muy bruscamente

57 Como componente aislado: Proporcional Integral
TIPOS DE REGULACIÓN: Combinaciones Como componente aislado: Proporcional Integral Como componente combinado: Proporcional – Derivativo PD Proporcional – Integral PI Proporcional – Integral – Derivativo PID

58 El ajuste debe hacerse durante la puesta a punto
TIPOS DE REGULACIÓN: PI Engloba las características de ambos Tendremos reacciones rápidas y compensación del error, Xd El Tiempo de reposición (Reset Time) hace que el regulador sea más rápido que un regulador I. Problemas de oscilación si los valores son elevados (Kp elevada y Tr corto) El ajuste debe hacerse durante la puesta a punto

59 Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de regulación PI Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída Ahora abrimos lentamente para hacer subir el nivel. El nivel llega al valor bueno, y dejamos de abrir. Sigue entrando agua, nos “pasamos”. Cerramos 2 vueltas rápidamente para contrarrestar la subida Cerramos lentamente para bajar el nivel (hay consumo) ETC...... El nivel se podrá ajustar a SP con rapidez

60 Engloba las características de ambos
TIPOS DE REGULACIÓN: PD Engloba las características de ambos Tendremos reacciones cortas pero grandes, medidas por el tiempo de acción derivativa (Rate Time) El tiempo de acción derivativa, Td, mide la rapidez de compensación en comparación con uno de tipo P. Problemas de oscilación si D es elevado Error remanente

61 Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de regulación PD Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída Además, abrimos totalmente para aumentar la acción anterior y restablecer rápidamente el nivel Nos pasamos Cerramos 2 vueltas para compensar la subida Cerramos totalmente para hacer bajar el nivel (sigue el consumo) ETC...... El nivel no se podrá ajustar a SP

62 Engloba las características de todos
TIPOS DE REGULACIÓN: PID Engloba las características de todos Tiene en cuenta la velocidad de cambio en la desviación. El tiempo de acción derivativa, Td, indica el tiempo en el cual es más rápido que un PI. Respuesta rápida y compensación inmediata de la desviación en caso de cambios Más propenso a oscilar

63 Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída
TIPOS DE REGULACIÓN: Ejemplo de regulación PID Necesitamos mantener la presión de suministro de agua constante mediante un control de nivel de un depósito y una válvula de alimentación que deja entrar agua para relleno. Vemos que el agua baja 100mm por debajo del nivel “bueno” (SP) debido al consumo. Abrimos 5 vueltas rápidamente para compensar la caída Seguimos abriendo lentamente para acercarnos a SP Además, abrimos totalmente para aumentar la acción anterior y restablecer rápidamente el nivel (anticipación) Nos pasamos Cerramos 2 vueltas para compensar la subida Seguimos cerrando lentamente para acercarnos a SP Cerramos totalmente para hacer bajar el nivel rápidamente ETC...... El nivel se podrá ajustar a SP rápida y eficazmente

64 TIPOS DE REGULACIÓN: Resultados VENTAJAS INCONVENIENTES CONTROL SIMPLE
NO HAY OFFSET ON – OFF P PI PD PID OVERSHOOT Y HUNTING OVERSHOOT Y SEGUIMIENTO INICIALES PEQUEÑOS ESTABILIZACIÓN LENTA OFFSET SIN OFFSET ESTABILIZACIÓN LENTA RESPUESTA RAPIDA OFFSET CONTROL PRECISO EN PROCESOS CONTINUOS DIFICIL DE AJUSTAR

65 TIPOS DE REGULACIÓN: Aplicaciones Los complejos petroquímicos hacen uso de todo tipo de sistemas de regulación.

66 TIPOS DE REGULACIÓN: Aplicaciones La sonda lambda es un dispositivo electromecánico que se coloca a la entrada de los gases del convertidor catalítico. Los impulsos eléctricos que genera son analizados por un dispositivo electrónico, que dará las señales necesarias al sistema de inyección y encendido para optimizar la calidad de los gases de escape

67 1= absolutamente cierto / 0 = absolutamente falso Lógica difusa:
TIPOS DE REGULACIÓN: Aplicaciones La lógica difusa (FUZZY LOGIC) permite un control más cómodo que el tradicional PID. Es un conjunto de instrucciones lógicas modificadas para manejar conceptos parciales (más, menos, un poco más, un poco menos...) lógica discreta: 1= absolutamente cierto / 0 = absolutamente falso Lógica difusa: 1.00 = absolutamente cierto / 0.00 = absolutamente falso

68 Estabilizadores de imagen en cámaras
TIPOS DE REGULACIÓN: Aplicaciones Estabilizadores de imagen en cámaras Reconocimiento de escritura (palmtops) Control industrial Puentes-grúa Control de aspiradoras, lavadoras...

69 DIN28004 diagramas de flujo para procesos
CONTROL INDUSTRIAL Los sistemas de control de procesos se deben representar según las especificaciones de las normas vigentes: DIN19227, 19239, simbología DIN28004 diagramas de flujo para procesos

70 Todos los puntos del proyecto se identifican mediante puntos EMCS
CONTROL INDUSTRIAL Simbología Cada elemento tiene su representación gráfica propia (más de símbolos) Todos los puntos del proyecto se identifican mediante puntos EMCS Electronic Measuring Control System block diagrams El diagrama de flujo del proceso se traza según DIN y se denomina diagrama PI (Piping and Installations)

71 Controladores lógicos
CONTROL INDUSTRIAL Simbología Tipo de punto EMCS Define las características del punto: básico Regulación de procesos Controladores lógicos PLC

72 Las variables y etiquetas se representan mediante un círculo.
CONTROL INDUSTRIAL Terminología Las variables y etiquetas se representan mediante un círculo. Indicación de temperatura (local) TI 232 Identificador del punto de proceso depósito Si el círculo está dividido, el proceso señalado está centralizado Control de presión con Indicación en la consola de control PIC 230

73 P D I C PDIC 230 Proceso realizado en la consola de control
CONTROL INDUSTRIAL Terminología depósito PDIC 230 P D I C Proceso realizado en la consola de control Presión (primera letra) Identificación del punto de Proceso Diferencial (letra suplementaria) Indicación (1ª letra siguiente) Control (2ª letra siguiente) Control de presión diferencial con indicación en la consola de control

74 CONTROL INDUSTRIAL Terminología MEDIDA O VARIABLE DE ENTRADA
TRATAMIENTO PRIMERA LETRA LETRA SUPLEMENTARIA SIGUIENTE LETRA A Defecto, Alarma C Control automático D Densidad Diferencial E Magnitudes eléctricas Sensor F Caudal Magnitud G Distancia, Longitud, Posición H Manual Límite superior I Indicación K Tiempo L Nivel Límite inferior O Indicación SI/NO

75 CONTROL INDUSTRIAL Terminología MEDIDA O VARIABLE DE ENTRADA
TRATAMIENTO PRIMERA LETRA LETRA SUPLEMENTARIA SIGUIENTE LETRA P Presión Q Propiedades del material Integral, Suma R Radiación Grabar, Imprimir S Velocidad, revoluciones, frecuencia Configuración de circuitos, Secuencia de control T Temperatura Transmisión U Multivariable V Viscosidad Control de válvula W Velocidad, masa Y Cálculo Z Emergencia, seguridad

76 la presión diferencial
CONTROL INDUSTRIAL Terminología Indicación local de la presión diferencial Medida de presión con indicación en consola de control Medida de nivel con indicación y alarma en consola de control

77 en la consola de control en la consola de control
CONTROL INDUSTRIAL Terminología Regulación de nivel de llenado en la consola de control Regulación de temperatura Con alarma por temperatura elevada en la consola de control

78 Control de caudal Medida de caudal Ajuste manual de la salida
CONTROL INDUSTRIAL Terminología Control de caudal Medida de caudal Ajuste manual de la salida

79 Control de temperatura
CONTROL INDUSTRIAL Terminología Control de temperatura Medida de temperatura Medida de nivel con alarma de nivel bajo en el controlador Salida controlada por nivel

80 CONTROLADORES INDUSTRIALES

81 Sistemas controlados por microprocesador
CONTROLADORES INDUSTRIALES CARACTERÍSTICAS Sistemas controlados por microprocesador Especializados en regulación de procesos (temperatura, nivel, caudal, presión, velocidad...) Conectados al proceso mediante señales eléctricas estandarizadas Utilización de sensores analógicos (transductores) Algoritmos de control implementados (PID, fuzzy, autotuning) Configurables mediante módulos de adaptación Conectables a buses de comunicación

82 El usuario controla la variable manipulada, Y.
CONTROLADORES INDUSTRIALES MODOS DE OPERACIÓN MANUAL El usuario controla la variable manipulada, Y. Para puesta en marcha y paro del sistema. En este modo, el controlador no funciona. AUTOMATICO El controlador gobierna la variable manipulada, Y. El controlador calcula la variable manipulada de acuerdo con su programación. El cambio a modo de configuración “congela” la salida hasta que se termina el ajuste.

83 CONTROLADORES INDUSTRIALES
SISTEMAS DE CONTROL Frente a perturbaciones, el controlador debe restablecer con rapidez el equilibrio original Frente a un cambio de referencia, el sistema debe reaccionar rápidamente para alcanzar el nuevo equilibrio. Varios tipos de estructuras de control, adaptados a diferentes procesos: Consigna fija Seguimiento Cascada Proporcional

84 SISTEMAS DE CONTROL – Consigna fija (fixed setpoint)
CONTROLADORES INDUSTRIALES SISTEMAS DE CONTROL – Consigna fija (fixed setpoint) La variable de referencia tiene un valor fijo. En sistemas diseñados para dar una respuesta rápida a perturbaciones. Controles de temperatura

85 SISTEMAS DE CONTROL – Seguimiento (Follow-up)
CONTROLADORES INDUSTRIALES SISTEMAS DE CONTROL – Seguimiento (Follow-up) La variable de referencia cambia En sistemas diseñados para dar una respuesta rápida a cambios de consigna. Controles de temperatura

86 SISTEMAS DE CONTROL – Cascada (Cascade)
CONTROLADORES INDUSTRIALES SISTEMAS DE CONTROL – Cascada (Cascade) Utiliza dos controladores, como mínimo (maestro-esclavo) La variable de salida del controlador maestro es la entrada del controlador esclavo. En sistemas diseñados para dar una respuesta rápida a cambios de consigna y aparición de perturbaciones. Primario: Reacciona bien ante perturbaciones Secundario: Capacidad de seguimiento de consigna

87 SISTEMAS DE CONTROL – Proporción (Ratio)
CONTROLADORES INDUSTRIALES SISTEMAS DE CONTROL – Proporción (Ratio) Se utiliza para mantener una proporción dada entre dos cantidades El caudal q2 sirve como consigna para variar q1 y mantener la misma proporción de mezcla

88 Autotuning Basado en el ajuste del tipo Ziegler-Nichols.
CONTROLADORES INDUSTRIALES Utilidades Autotuning Basado en el ajuste del tipo Ziegler-Nichols. Cuando se activa, el autoajuste funciona en el próximo cambio de consigna y se desactiva automáticamente. Se fuerza la oscilación del sistema bajo condiciones controladas, calculando entonces los parámetros PID.

89 CONTROLADORES INDUSTRIALES
Utilidades Adaptación Basado en la lógica difusa (fuzzy logic). Optimiza contínuamente los parámetros del regulador en función a unos algoritmos almacenados en su memoria. Con cada cambio de consigna (automático), se observa la respuesta transitoria y se modifican los parámetros.

90 Método Zieger-Nichols
CONTROLADORES INDUSTRIALES Ajuste Método Zieger-Nichols Método práctico para la obtención de los parámetros de ajuste. Configurar el regulador como regulador P (I=0 , D=0) Aumentar P hasta que oscile, Kcrit Determinar el periodo de oscilación, Tk Calcular los parámetros según la tabla Kp Tn Tv Regulador P 0,5 Kcrit –– Regulador PI 0,45 Kcrit 0,85 Tk – Regulador PID 0,6 Kcrit 0,5 Tk 0,12 Tk

91 Absolutas ALARMAS CONTROLADORES INDUSTRIALES
Se utilizan para asegurar que el sistema se mantiene dentro de unos márgenes con la finalidad de proteger vidas, entorno e instalaciones.

92 Relativas ALARMAS CONTROLADORES INDUSTRIALES
Se utilizan para informar al operador cuando el proceso se aparta de la consigna establecida.

93 SISTEMA RECOMENDADO NO RECOMENDADO
CONTROLADORES INDUSTRIALES Selección SISTEMA RECOMENDADO NO RECOMENDADO Temperatura PI, PID, (P) I Presión PI, (I) D Caudal PI, PID, (I) P Nivel P, PI I Rotación P, PI, PID I Tensión todos Posición PD, PID I