Control de relación (ratio)

Tema 5. Estructuras Avanzadas de control

ÍNDICE: • Introducción • Estructuras avanzadas de control Control de relación (ratio) Control selectivo Control con restricciones Control de gama partida Control anticipativo Control en cascada Control de procesos con grandes tiempo muertos

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Introducción
CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL REALIMENTADOVENTAJAS:
• • • • Produce acción correctora en cuanto existe error La acción correctora es independiente de la fuente y tipo de la perturbación Necesita poco conocimiento del proceso a controlar (un modelo aproximado) El controlador PID es uno de los controladores de realimentación más versátil y robusto

DESVENTAJAS:
• No produce acción correctora hasta que la perturbación se propaga a la variablecontrolada • No es capaz de generar una acción preventiva (aunque las perturbaciones sean conocidas o se puedan medir) • En procesos con grandes tiempo muertos, la dinámica del sistema en bucle cerrado no suele ser aceptable • En algunas aplicaciones la variable controlada no puede medirse y la realimentación no puede realizarse
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Introducción

Apesar de sus desventajas, la mayoría (> 80%) de las aplicaciones industriales utilizan bucles de realimentación simple Para las situaciones en las que el control realimentado no resulta satisfactorio, es necesario utilizar otras estrategias para obtener las prestaciones requeridas A estas estrategias, que se combinan con el bucle de realimentación (no lo sustituyen) se les denomina estructurasavanzadas de control

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Control de Relación (Ratio)
Objetivo: Mantener la relación entre dos variables a un valor predeterminado Caso particular de control anticipativo, ampliamente utilizado en la industria de procesos Aplicaciones: Normalmente las variables son caudales. Mezcla de dos corrientes de distinta composición o Tª, para conseguir unamezcla de composición o Tª determinadas Relación aire/combustible en el control de la combustión en un horno o caldera

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Control de Relación (Ratio)
Ejemplo: Mezcla de dos corrientes de proceso Normalmente uno de los caudales sólo se puede medir, no manipular. Se le denomina caudal de referencia Objetivo: Mantener la relación entre ambos caudalesR=B/A Alternativas Controlar directamente los dos caudales y ajustar los valores de consigna a unos valores previamente calculados Medir el caudal de referencia A (no manipulable), multiplicarlo por R, y hacer B=R*A (punto de consigna del controlador de caudal) Medir ambos caudales, calcular la relación entre ellos (ratio real) y ajustar la válvula de producto B

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Control de Relación (Ratio)
Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso
Objetivo: Mantener un relación constante entre los caudales A y B
A(t), m3/h

B(t), m3/h

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Control de Relación (Ratio)
Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso
FT 1 FC 1

A(t), m3/h
FT 2 FC 2

Solución: controlar ambos caudales deforma que los SP cumplan la relación Problema: suele ocurrir que uno de los dos caudales sólo se puede medir (caudal de referencia)

B(t), m3/h

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Control de Relación (Ratio)
Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso
FT 1

Solución A: • medir el caudal de referencia (A) • SP para FC = R*A •B=R*A Ganancia constante

A(t), m3/h
FY1B FT 2 FC 2 R*A SP

B(t),

m3/h

∂B =R ∂A

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Control de Relación (Ratio)
Ejemplo: Sistema de mezcla de corrientes de proceso
FT 1

Solución B:
Controlador de relación
SP (R)

A(t), m3/h
FY 1B B/A RC 1

FT 2

• medir ambos caudales • calcular su relación (B/A) •Controlador PID cuyo SP es el valor de R deseado •R=B/A Ganancia no...