Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAUNIVERSIDAD PRIVADA RAFAEL BELLOSO CHACN

VICERRECTORADO DE INVESTIGACIN Y POSTGRADODECANATO DE INVESTIGACIN Y POSTGRADO

MAESTRA EN IGENENIERA DE CONTROL Y AUTOMATIZACIN DE PROCESOS

Ing. Francisco PintoC.I.: 19.568.836

Prof: Msc. Euro D. Fuenmayor C.

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina Diagrama DTI Caracterstico

TT: compuesto por el sensor (RTD oTC) y el transmisor que lleva la sealde forma elctrica al controlador.

TRC: controlador remoto detemperatura montado en tablero,procesa la data enviada por eltransmisor y enva la seal manejadaal actuador.

TY: incluye un transductor I/P querecibe la seal del controlador y laadapta la seal para el actuador, elcual obviamente es neumtico.

Como puede observarse el proceso se implementa a lazo cerrado, y corresponde al numero 21 de la hipottica planta.

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina Modelado Matemtico segn Corripio

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina Modelado Matemtico segn Corripio

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina Modelado Matemtico segn Corripio

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina Seleccin justificada de una estrategia de control

robustos en muchas aplicaciones

ms se utilizan en la industria

Estructura Simple

Controlador PID

Estrategia de Control

FeedBack

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Diseo del controlador PID

Se conoce que para los Slidos y lquidos: Cp=Cv. Y en el caso especifico del agua dependiendo de sus estados:

Hielo: Cp=2000 J/kg*K=36 J/mol*K Agua lquida: Cp=4814 J/kg*K =75 h(sl. 0C)=333kJ/kg= 6.0 kJ/mol Vapor: Cp=1500 J/kg*K=27 h(g.100C)=2250 =40.636 J/mol*K

Con esto podemos calcular la constante de tiempo del sistema

=

=

= 60

35= 1,7143 seg

Donde V es volumen y q es caudalde vapor que se inyecta, las cualesson conocidas y pueden asumirsepor diseo

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Diseo del controlador PID

Asumiendo que el sensor y el transmisor poseen un retardo conocido e igual a 2,4 s, el sistema queda de la siguiente forma

=

1

1,714 + 1. 2,4

Como este no presenta ni integradores ni polos dominantes complejos conjugados sepuede aplicar la primera tabla de Zieglers - Nichols

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Diseo del controlador PID

Tipo de controlador

P

=1,714

2,4 = 0.7141 0

PI 0.9*0.7141=0,642

0.3=2,4

0.3= 8 0

PID 1.2*0.7141= 0.8569 2 = 4,8 0,5 = 1,2

Tipo de controlador

P 0.7141

PI 1 +1

= 0.642 1 +

1

8 =5.136 + 0.642

8 =0.642 + 0.08

PID 1 +1

+ = 0.8569 1 +

1

4.8+ 1.2 = 0.8569

1,2 2 + + 0.2083

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Simulacin del controlador PID

planta con retraso

Grafica de simulacin

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Simulacin del controlador PID

planta con retraso y controlador P

Grafica de simulacin

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Simulacin del controlador PID

planta con retraso y controlador PI

Grafica de simulacin

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Simulacin del controlador PID

planta con retraso y controlador PI

Grafica de simulacin

Control de Temperatura en un Tanque con Agitacin Contina

Simulacin del controlador PID

planta con retraso y controlador PI

Grafica de simulacin

Modificando la constante ki a 0.4, queda un sobrepaso del 10% y se estabiliza en 11 seg