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CAPITULO I
1.1 ACCIONES BSICAS DE CONTROL
Figura 1.1:
Supongase el sistema mostrado en la figura 1.1, Qu puede hacer
un operador sobre la
vlvula ?
Abrir la vlvula completamente ( o cerrarla ). ON-OFF(o Abrir (o
cerrar) la vlvula una
cantidad proporcional a la de dos posiciones).
desviacin . (proporcional).
Abrir (o cerrar) constantemente mientras exista desviacin (
Integral).
Abrir (o cerrar) una cantidad proporcional a la velocidad de
aumento del error (Derivativo)
Los controladres industriales tipicos son :
Dos posiciones (ON-OFF)
Proporcionales (P)
Proporcionales Integrales (PI)
Proporcionales Derivativos (PD)
Proporcionales Integrales Derivativos (PID)
Qs
Q(e)
hT
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1.2 CONTROLADORES INDUSTRIALES TPICOS.
1.2.1-Control De Dos Posiciones (On-Off)
Este tipo de accin de control es tal que el elemento final de
control se mueve oconmuta rpidamente a una de dos posiciones,
cuando el error alcanza una magnitud
predeterminada. Esta accin se puede representar por:
m(t): posicin de la vlvula S(t): variable controlada
E(t): error CR: variable de referencia
Brecha diferencial:
Es el rango (C1,-C1) en el que se mueve la seal de error, antes
de que se produzca la
conmutacin o cambio de posicin de la variable manipulada . En la
figura 1 se muestra la
brecha diferencial como funcin de error E(t) y la variable
manipulada m(t). En la figura 3 se
muestra el efecto de la brecha diferencial sobre la variable
controlada S(t).
Aplicaciones :
Sistemas de gran escala con cambios lentos en el proceso.Ej:
Calentamiento / enfriamiento de
ambientes. Controles de temperatura para los baos, controles de
nivel en tanques.
t
m(t)Abierto
Brecha diferencial
E(t)
t
S(t)CR
m(t)
cerrado
Figura 1.2 Figura 1.3
t
t
S(t)C1
-C
m1
(t)
Figura 1.4
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1.2.2.- Control Proporcional (P)
En un control proporcional existe una relacin lineal entre la
seal de salida delcontrolador m(t) y su entrada el error E(t)
(1)0p m)t(EK)t(m +=
donde:
Kp = constante de proporcionalidad.
m0 = salida del controlador cuando E(t) = 0 posicin del elemento
final de control para
E(t) = 0
Cuando el sistema opera estacionariamente alrededor de un punto
de operacin, se
puede escribir la ecuacin (1) como :
0p mEKm += (1`)
si restamos (1) (1`), obtenemos el comportamiento del
controlador expresado en variables de
perturbacin .
( ) ( )E)t(EKm)t(m p = (2)
(2`))t(EK)t(m *p*
=
aplicando Transformada de Laplace a (2`)
)s(EK)s(M *p*
=
cp*
*
c KK)s(E
)s(M)s(G ===
Figura 1.5
Kp
m t
cerrado
abierto
E(t)
Rango ptimo
de operacin
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Banda proporcional:
Cambio porcentual en la variable de la salida o controlada que
produce un movimiento
completo de la vlvula.o elemento final de control
BP%
100Kp =
% C
100
50%
0
200%
Figura 1.6
Desviacin estable (off-set) :
Una caracterstica importante del control proporcional es que ste
produce un error dela variable dinmica en el punto de operacin,
cuando ocurre un cambio.
Puede ser minimizadopor un gran valor de Kc o sea por un pequeo
valor de la banda
proporcional.
0 2 4 6 8 100
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
K=1
K=1K=10
K=30
Figura 1.7
100%
100 %abertura
