controladores industriales tipicos

CONTROLADORES INDUSTRIALES TÍPICOS.
1.2.1-Control De Dos Posiciones (On-Off)
Este tipo de acción de control es tal que el elemento final de control se mueve o conmuta rápidamente a una de dos posiciones, cuando el error alcanza una magnitud predeterminada. Esta acción se puede representar por:
m(t): posición de la válvula S(t):variable controlada
E(t): error CR: variable de referencia

Brecha diferencial:
Es el rango (C1,-C1) en el que se mueve la señal de error, antes de que se produzca la
conmutación o cambio de posición de la variable manipulada . En la figura 1 se muestra la
brecha diferencial como función de error E(t) yla 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 baños, controles de nivel en tanques.

Control Proporcional (P)
En un control proporcional existe unarelación lineal entre la señal de salida del
controlador m(t) y su entrada el error E(t)

donde:
Kp = constante de proporcionalidad.
m0 = salida del controlador cuando E(t) = 0 ó posición del elemento final de control para
E(t) = 0
Cuando el sistema opera estacionariamente alrededor de un punto de operación, se
puede escribir la ecuación (1) como :
m = KpE +m0(1`)
si restamos (1) – (1`), obtenemos el comportamiento del controlador expresado en variables de
perturbación .

aplicando Transformada de Laplace a (2`)

Banda proporcional:
Cambio porcentual en la variable de la salida o controlada que produce un movimiento
completo de la válvula.o elemento final de control


Desviación estable (off-set) :Una característica importante del control proporcional es que éste produce un error de
la variable dinámica en el punto de operación, cuando ocurre un cambio.
Puede ser minimizado por un gran valor de Kc o sea por un pequeño valor de la banda
proporcional.


1.2.3.- Control Proporcional Integral ( P I )
Al agregar la acción integral a la proporcional se elimina el offset.Industrialmente se usa el P I y no el I puro.
Este tipo de control puede ser empleado en sistemas que tienen grandes cambios, pero estos a su vez , deben ser lentos para evitar sobreimpulsos producidos por el tiempo de integración. Una desventaja es que durante el arranque de procesos batch, la acción integral causa considerables impulsos del error antes de alcanzar el punto de operación.
Laexpresión matemática que define a este tipo de controlador es:

y la función de transferencia correspondiente es:


donde Ti es el tiempo integral, cuya función es regular la acción intgral. Su recíproco recibe el nombre de frecuencia de reposición y mide las veces que por unidad de tiempo se repite la acción “proporcional”.
Esta clase de controlador incrementa el tipo de un sistema. En generalsu efecto se traduce en disminuir apreciablemente el error en estado estacionario a costa de una desmejora de la parte transiente de la respuesta del sistema controlado.


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1.2.4.- Control Proporcional –Derivativo (PD)
Este control no elimina el off-set producido por el control proporcional , sin embargo puede colocarse en sistemas con cambios rápidos mientras que eloff-set sea aceptable. Su representación matemática viene dada por la expresión :

y la correspndiente función de transferencia por:

Como se puede apreciar en (2), este tipo de controlador introduce un cero en la función de transferencia de lazo abierto. Esta acción derivativa tiene como ventaja anticiparse al error.

Fig 1.11 Cambios de la válvula causados por cambios en los...