Control de temperatura

Control Automático

CLASE 1: 26/03/98

En muchísimos de los fenómenos de seres vivos, en la industria, especialmente en la industria química; existe el concepto de control automático, o una especialidad que es el control automático, que consiste en tratar de lograr algún mecanismo para que las cosas funcionen automáticamente sin la intervención del ser humano. Por ejemplo nosotros queremostener el tanque de agua de nuestra casa esté siempre lleno que lo podamos usar sin necesidad de abrir una canilla a cada rato, para que no se vacíe. Nosotros queremos que la heladera esté a una temperatura apropiada, sin tener que prender y apagar la heladera a cada rato; o sea queremos que estas cosas funcionen automáticamente, esto significa que tiene que haber un conjunto de dispositivos quese encarguen de esto.

Tanque industrial

Vamos a ver un ejemplo industrial, muy simple: tenemos un líquido en un gran tanque, el cual se necesita para hacer algún proceso posterior, pero no se puede enfriar, porque perdería alguna propiedad, por ejemplo, alguna mezcla de algún asfalto, o alguna sustancia densa que si se enfría se vuelve sólida. Supongamos que el líquido tenga que estar a 80°,acá el fenómeno es que si el líquido estuviera a 80° centígrados empezaría a enfriarse ya que el ambiente alrededor estaría en 20-25°; la única manera de mantener la temperatura es calentarlo. La solución típica (industrial) para esto es un caño, una serpentina por la que circula vapor y ese vapor es de 180 - 200 ° centígrados.
Hasta acá es un sistema de calefacción y no de control, para que elsistema sea de control tiene que ser tal, que si la temperatura supera los 80° tiene que entrar menos vapor, y si disminuye tiene que entrar más vapor; para que la cantidad de vapor que circule sea la apropiada para que la temperatura suba o baje al valor deseado. Se está siempre enfriando, si caliento poco se va a enfriar lentamente y si caliento mucho se va a calentar lentamente, me interesaencontrar el punto justo de la cantidad de vapor que debo dejar pasar. Pero esto no es fijo, si así fuese me pongo a hacer las cuentas y busco cuanto vapor tengo que dejar pasar, el problema es que no es fijo porque afuera varía la temperatura hace frío, calor, es de día, de noche, llueve, etc. esto hace cambiar la cantidad de calor que sale del tanque hacia afuera. Si esto fuera fijo nonecesitaría del control automático, pero lo necesito porque el mundo es complicado, todo lo que esta alrededor joroba, entonces necesito ir modificando la cantidad de vapor que debe ingresar en forma instantánea o casi instantánea de acuerdo a como van evolucionando las condiciones reales. Esto se logra colocando una válvula entre el serpentín y la fuente de calor; esta es una válvula que permite posicionesintermedias, si la temperatura sube hay que cerrarla un poquito, pero siempre pasa vapor. Están definidas como válvulas de control. Esto no vasta, además de controlar la cantidad de vapor que entra, debo saber que temperatura hay, sino como se cuanto tengo que abrir o cerrar la válvula. Entonces medimos la temperatura con termocuplas, especie de termómetro, para ser conectados a instrumentos ocomputadores.

Ahora, tengo quien me mide la temperatura, tengo quien puede disminuir o aumentar la cantidad de vapor, me falta algo que llamo controlador, que toma la información (temperatura) y en base a esta decide que hacer con la cantidad de vapor. Es decir , falta alguien que tome la decisión.
Para controlar la temperatura de un tanque necesito medir la temperatura, calentar o enfriar eltanque y necesito alguien que sepa que hay que hacer cuando la temperatura sube, hay que disminuir, debo cerrar , pero ¿cuánto? mucho o poco; alguien debe saber, ese alguien es un dispositivo fijo llamado controlador, que de alguna manera se las arregla para saber cuanto abrir o cerrar. Los elementos para poder controlar la temperatura del tanque son:
primero medir la temperatura, segundo...