Identificacion, Curva De Reaccion

Curvas de Reacción
Edilmer Torres
e-mail: edilmer39@gmail.com



Resumen— Se determinará un modelo de primer orden más tiempo muerto, para el proceso ocurrido en el tanque de reacción del área de refinería de ART, aplicando métodos de identificación de dos puntos sobre la curva de reacción, con la finalidad de suministrar material de apoyo para que el personal del Departamento deInstrumentación ejecute estas técnicas en cualquier otro lazo de control de la planta.

Palabras clave: respuesta al escalón, modelo de primer orden más tiempo muerto, identificación, curva de reacción,


Introducción


El paso final para la implementación de un lazo de control consiste en ajustar los parámetros del controlador. Si el controlador puede ser ajustado para dar una respuestasatisfactoria, se presume que el lazo de control ha sido bien diseñado. El controlador tiene un ajuste que depende fundamentalmente de los parámetros característicos del sistema como lo son la ganancia, el tiempo muerto y la constante de tiempo. Para determinar los parámetros del sistema se emplean métodos que generan una buena aproximación relacionando gráficamente la respuesta del proceso con larespuesta de un modelo estandarizado. El objetivo es conocer el comportamiento de un sistema, por lo general de orden superior, mediante un modelo de orden bajo, el cual se puede estudiar con cierta comodidad. Los métodos a usar son para procesos de lazo abierto y se basan en la ubicación de puntos sobre la curva de reacción del proceso para hallar los parámetros de un modelo de primer orden más tiempomuerto. De esta manera se obtiene información de la dinámica del proceso, lo cual es necesario para el éxito en la sintonización del controlador a usar.

Aspectos Teóricos

El modelo de primer orden más tiempo muerto (POMTM) se describe mediante la siguiente ecuación:
[pic]
Donde, k: Ganancia
[pic]: Constante de tiempo
[pic]: Tiempo muerto

Losmétodos de ajuste de controladores se clasifican en dos grandes grupos: métodos de lazo cerrado, y métodos de lazo abierto. Los primeros se aplican con el controlador en modo automático; los segundos con el controlador en modo manual [1].
En los métodos de lazo abierto, los datos requeridos para el ajuste se obtienen mediante la prueba de escalón que proporciona una curva de reacción como respuesta.Un método de aproximación grafico es el método de los dos puntos, el cual usa dos parámetros dinámicos que requiere la función de transferencia aproximada del sistema, como son el tiempo muerto to y la constante de tiempo τ. Estos parámetros se obtienen aplicando al sistema una entrada escalón, y fijando dos puntos (t1 y t2) sobre la curva de reacción (ver figura 1) y estableciendo con estos, dosecuaciones cuya resolución nos proporciona el valor de τ y to. Estas ecuaciones son:
[pic]
Donde los coeficientes a, b, c y d y los tiempos [pic]y [pic]dependen del método aplicado.
[pic]
Figura 1. Curva de reacción

Los métodos más aplicados son el de Smith y el de Ho et al.
Para el método de Smith, los tiempos de [pic] y [pic] seleccionados por el autor se dan cuando la curva dereacción alcanza el 28,3% ([pic]) y el 63,2% ([pic]) del valor final; y para el método de Ho los tiempos seleccionados se dan cuando la curva de reacción alcanza el 35% ([pic]) y el 85% ([pic]) del valor final.
Los coeficientes para los métodos de dos puntos se observan en la Tabla 1.



|Método |a |b |c |d |
|Ho et al|-0.670 |0.670 |1.300 |-0.290 |
|Smith |-1.500 |1.500 |1.500 |-0.500 |

Tabla 1. Constantes para los métodos de dos puntos.


Procedimiento


1 Selección de parámetros

a. Se debe reconocer en el lazo de control, la variable del proceso, variable manipulada y el set point. También es importante saber el rango de variación que tiene...