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7/23/2019 __Prctica No. 6 Laboratorio de Operaciones Unitaras
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Laboratorio de Operaciones Unitarias
Prctica No. 6 Equipo para estudio de nivel, temperatura y fluo!.
Prctica No. 6
Equipo para estudio de nivel, temperatura y flujo.
IntroduccinTodos los procesos qumicos actuales hacen uso de controles automatizados para
mantener las principales variables de proceso como presin, temperatura, niveles
y flujos dentro de parmetros establecidos(1).
Un P"# $Proporcional "nte%ral #erivativo& es un mecanismo de control por
realimentaci'n que se utili(a en sistemas de control industriales. Un controlador
P"# corri%e el error entre un valor medido y el valor que se quiere obtener
calculndolo y lue%o sacando una acci'n correctora que puede austar al proceso
acorde. El al%oritmo de clculo del control P"# se da en tres parmetros distintos)
el proporcional, el inte%ral, y el derivativo. El valor Proporcional determina la
reacci'n del error actual. El "nte%ral %enera una correcci'n proporcional a la
inte%ral del error, esto nos ase%ura que aplicando un esfuer(o de control
suficiente, el error de se%uimiento se reduce a cero. El #erivativo determina la
reacci'n del tiempo en el que el error se produce. La suma de estas tres acciones
es usada para austar al proceso v*a un elemento de control como la posici'n de
una vlvula de control o la ener%*a suministrada a un calentador, por eemplo.
+ustando estas tres constantes en el al%oritmo de control del P"#, el controlador
puede proveer un control diseado para lo que requiera el proceso a reali(ar. La
respuesta del controlador puede ser descrita en t-rminos de respuesta del controlante un error, el %rado el cual el controlador lle%a al set point, y el %rado de
oscilaci'n del sistema$/&.
El obetivo principal de la prctica es determinar el efecto de la velocidad de
a%itaci'n con el tiempo en el que el a%ua es calentada 0asta un punto espec*fico,
en nuestro caso a 1234. +simismo conocer el funcionamiento de una unidad piloto
para el estudio de control multi5variable con la(os de control para nivel, fluo,
temperatura y presi'n.
Antecedentes
El term'metro se le atribuye a alileo en el ao 789/, a medida que 0an pasado
los aos se 0an introducido meoras de los mismos. No fue sino 0asta 7:22
cuando abriel ;a0ren0eit produo term'metros repetitivos y e
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la llam' 96 %rados!. En 7:1/ +nders 4elsius propuso que el punto de fusi'n del
0ielo y el punto de ebullici'n del a%ua fuesen utili(ados como puntos iniciales y
finales de la escala de temperatura. No fue sino 0asta 791= que se le dio el
nombre de 4elsius a esa escala.
>ensores para medir temperatura
?erm'metro de bulbo $l*quido, %as, vapor&.
?erm'metro bimetlico.
?ermopares.
?erm'metro de resistencia.
?ermistores.
Pir'metros de radiaci'n.
+plicaciones e
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Estudio de vlvulas de control por acci'n el-ctrica
Estudio del control ON5O;;.
Efecto en la variaci'n de la banda proporcional
Efecto en la variaci'n del tiempo inte%ral Efecto en la variaci'n del tiempo de la derivada
"mportancia y efecto en la variaci'n del tiempo del ciclo en los diferentes
la(os de control.
4omponentes y seales el-ctricas.
>e%uimiento del proceso v*a softAare de adquisici'n de datos.
Metodolo!a e"perimental
@aterial y equipo#antidad Material
7 Equipo para estudio de
fluo, nivel y
temperatura.
7 4omputadora
Pro%rama P"# @ulti5
variable #45@B5/22.
Ceactivos
#antidad $eactivo4antidad
necesaria.
+%ua
7.5 Cevisar que todas las vlvulas del equipo se encuentren completamente
cerradas.
/.5 Encender el equipo, quitando el paro de emer%encia y poniendo el interruptor
en ON.
D.5 Encender el llenado de tanque 7, este se real(a de manera automtica.
1.5 +limentar el tanque / encendiendo la bomba de llenado.
8.5 +pertura del rotmetro, este sirve para indicarle a la bomba 0asta donde
deber llenar y que fluo deber permanecer constante, en este caso trabaaremos
con el fluo m*nimo.
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6.5 Pro%ramar la tina de calentamiento a la temperatura que meor nos conven%a o
nos ayude a lle%ar ms rpido a la temperatura deseada.
:.5 +brir el pro%rama >istema para Estudio de 4ontrol P"# @ulti5variable #45@B5
/22.
=.5 Pro%ramar en el >etPoint una temperatura de 1234, esta es la temperatura a la
que deseamos que lle%ue el a%ua.
9.5 Pro%ramar la frecuencia de re%istro, nuestro caso fue 72 se%undos, esto fue
para que nos diese varios puntos para poder reali(ar una %rfica con varios puntos
y poder observar su comportamiento.
72.5Pro%ramar la a%itaci'n, primero se traba' a una frecuencia del 82 de su
capacidad.
77.5 "niciar la a%itaci'n y al mismo tiempo iniciar el pro%rama.
7/.5Una ve( que se re%istr' la temperatura deseada, detener el pro%rama,
posteriormente se procede a vaciar los tanques 7 y /. Cepetir el proceso, con los
mismos datos.
7D.5 Cepetir / veces ms los pasos del D al 7/ para los si%uientes datos)
?ina de calentamiento) 8234.
+%itaci'n) 722 de su capacidad.
?emperatura deseada) 1234.
$esultados
Prueba 7
Prue%a &'(ina de calentamiento )*+#
Aitacin *-(emperatura deseada )*+#
?ina de calentamiento Panel de control
?emperatura inicial D=.6 34 DD.D 34
?7 D9./ 34 DD.D 34
?emperatura final 12./ 34 D9.6 34
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?iempo$se%.&
?emperatura$34&
72 D/.==
/2 DD.1/
D2 D/.78
12 D/.2D
82 D/.81
62 DD.D8
:2 D7.=:
=2 DD.26
92 DD.76
722 DD.6=772 DD.88
7/2 D1.81
7D2 DD./8
712 DD.6:
782 D1.D1
762 D1.21
7:2 D8.2/
7=2 D1.2/
792 D1.8:
/22 D8.79/72 D1.:=
//2 D8.::
/D2 D6.D9
/12 D6.1D
/82 D8.8:
/62 D8.:7
/:2 D6.28
/=2 D6.6:
/92 D:.78
D22 D6.61
D72 D6.=
D/2 D6.D:
DD2 D6.:6
D12 D6.9D
D82 D6.8/
D62 D:.8=
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D:2 D6./6
D=2 D6.=:
D92 D:.9:
122 D:.2=172 D:.79
1/2 D=.11
1D2 D:.D8
112 D=.69
182 D:.9D
162 D=.//
1:2 D=.97
1=2 D:.1
192 D:.=1
822 D=.8
872 D:.8D
8/2 D9./1
8D2 D:.:D
812 D=.=:
882 D=.88
862 D9./9
8:2 D=.:
8=2 D=.68
892 D=.6=
622 D9.67
672 D=.=9
6/2 D=.2:
6D2 D9.71
612 D9.8/
682 D9.29
662 D9.8D
6:2 D=.:=
6=2 D9.29
692 D=./1:22 D=.1D
:72 D9./7
:/2 12.26
:D2 D9./D
:12 D=.=1
:82 D=.66
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Prctica No. 6 Equipo para estudio de nivel, temperatura y fluo!.
:62 D9.:D
::2 D9.=D
:=2 D9.2D
:92 D9.8D=22 12.D7
=72 12.78
=/2 D9.88
=D2 D9.7:
=12 D9.=D
=82 D9.6
=62 D9./8
=:2 D9.9
==2 D9.:1
=92 D9.7
922 12.78
972 D9.67
9/2 D=.::
9D2 12.D8
912 12.D
982 12.29
962 12.8:
0 50 100 150 200 250
30
31
32
33
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35
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Temperatura (C)
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Prueba /
Prue%a '(ina de calentamiento )*+#
Aitacin *-(emperatura deseada )*+#
?ina de calentamiento Panel de control
?emperatura inicial D9.6 34 DD.D 34
?7 D9.D 34 D/.: 34
?emperatura final 12./ 34 D9.: 34
?iempo$se%.&
?emperatura$34&
72 D/.:
/2 D/.8
D2 DD./6
12 DD.8/
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82 D1.D/
62 D1.6:
:2 D1.89
=2 D1.8192 D1.:9
722 D8.2=
772 D8.::
7/2 D8.=
7D2 D1.6/
712 D1.6/
782 D1.98
762 D8.78
7:2 D8.7=
7=2 D6.1=
792 D8.9=
/22 D8.81
/72 D6.6/
//2 D8.6/
/D2 D:.26
/12 D6.19
/82 D8.98
/62 D:./1
/:2 D6.:8
/=2 D6.//
/92 D:.9D
D22 D=.//
D72 D:.D/
D/2 D=.26
DD2 D6.::
D12 D:.2:
D82 D6.:=
D62 D=.29
D:2 D=.8D
D=2 D=.6=
D92 D:.67122 D:.::
172 D:.:1
1/2 D=.2=
1D2 D:.6D
112 D9.2:
182 D=.17
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Prctica No. 6 Equipo para estudio de nivel, temperatura y fluo!.
162 D9./6
1:2 D=.7D
1=2 D=.8/
192 D9.78822 D=.11
872 D9.78
8/2 D=.//
8D2 D9.28
812 D=.1=
882 D9.6D
862 D9.D1
8:2 D=.98
8=2 D=.:9
892 D9.:1
622 D=.=:
672 D=.=6
6/2 D=.D1
6D2 D=.9=
612 D=.9=
682 D9.6D
662 12.2:
6:2 D9.=8
6=2 D9.7
692 D=.:D
:22 D=.91
:72 D9.9:
:/2 D=.D1
:D2 D=.D6
:12 D9.9
:82 D9.7:
:62 D9.27
::2 12.29
:=2 D=.:6
:92 D9.71
=22 D9.7/=72 D=.:1
=/2 D9.11
=D2 D9.1
=12 D=.68
=82 D9.:/
=62 D=.=7
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=:2 D=.:9
==2 D9.27
=92 D=.61
922 12.7/972 D9.7=
0 50 100 150 200 250
30
31
32
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Temperatura (C)
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Prueba 7
Prue%a &'(ina de calentamiento *+#
Aitacin &**-(emperatura deseada )*+#
?ina de calentamiento Panel de control
?emperatura inicial D9.D 34 DD.1 34
?7 12 34 DD.1 34
?emperatura final 11.9 34 12.= 34
?iempo
$se%.&
?emperatura
$34&72 D9.6
/2 D9.6
D2 D=.=/
12 D9.1
82 D9./6
62 D9.=8
:2 D=.9D
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=2 D9.9:
92 D9.68
722 D9.26
772 D=./7/2 D8.=7
7D2 D8.99
712 D1.9D
782 D1.=
762 D1.:9
7:2 DD.78
7=2 D1.7D
792 DD.D8
/22 DD.1D
/72 D/.6=
//2 D1.7:
/D2 DD.8:
/12 D/.::
/82 DD.67
/62 DD.2=
/:2 DD.67
/=2 DD.DD
/92 DD.81
D22 DD.9D
D72 D1.1D
D/2 DD.9
DD2 D1.:D
D12 D8.21
D82 D1.9
D62 D8.21
D:2 D1.=8
D=2 D8.1/
D92 D6.:D
122 D6.8
172 D:.1:
1/2 D:./71D2 D:.=9
112 D6.8/
182 D=./D
162 D=.78
1:2 D=.1D
1=2 D=.6D
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192 D=.7
822 D=.87
872 D9.29
8/2 D=.:=8D2 D9.DD
812 D9.89
882 12.79
862 12.//
8:2 D9.:6
0 50 100 150 200 250
0
5
10
15
20
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Temperatura (C)
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Prueba /
Prue%a '(ina de calentamiento *+#
Aitacin &**-(emperatura deseada )*+#
?ina de calentamiento Panel de control?emperatura inicial 18.7 34 DD.: 34
?7 11.= 34 DD.6 34
?emperatura final 18.9 34 12.6 34
?iempo$s&
?emperatura$34&
72 D8.D1
/2 D1.91
D2 DD.=9
12 D1.77
82 D1.1=
62 D1./8
:2 DD.66
=2 D1.87
92 D1.26
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Laboratorio de Operaciones Unitarias
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722 D1.=6
772 D1.2D
7/2 D8.::
7D2 D6./7712 D6.=D
782 D6.1=
762 D6.21
7:2 D6.=:
7=2 D:.89
792 D=./=
/22 D=.89
/72 D9.79
//2 D=.==
/D2 D=.:D
/12 D=.88
/82 D=.:D
/62 D=.=
/:2 D9.:D
/=2 D9.28
/92 D9.=
D22 D9.1:
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0 50 100 150 200 25030
31
32
33
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35
36
37
38
39
40
Temperatura (C)
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/iscusin
No 0ubo nin%Fn problema durante la reali(aci'n de la prctica, ya que la planta
piloto es casi automticaG con e