Informe Laboratorio
Páginas: 8 (1947 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2013
Universidad de Concepción
Facultad de Ingeniería
Depto. de Ingeniería Química
Informe de Laboratorio
Control de Procesos
Profesor:
Sr. Diógenes Melo.
Integrantes:
Frankhil Contreras Salgado.
Hans Tippmann Schälchli.
Carolina Toloza Mardones.
Daniela Vargas Aspé.
Fecha:
1 Julio 2002
1. INTRODUCCIÓN.
Las actividades dellaboratorio se realizaron en dos sesiones:
En la primera sesión de laboratorio se procede a conocer el circuito del Estanque Calefactor ubicado en el Laboratorio de Operaciones Unitarias Alfredo Searle, para la posterior identificación de la función de transferencia del flujo de alimentación y del desplazamiento del vástago de la válvula de control del flujo de alimentación del estanque, realizandocambios escalones en la referencia, con el sistema en lazo abierto.
En la segunda sesión, se procede a la verificación experimental del desempeño de las sintonías obtenidas la primera sesión, para el control PI del flujo de alimentación. Para este efecto, se realizan cambios en la referencia y se producen perturbaciones a nuestro sistema, tanto para sintonía calculada por Ziegler & Nichols como ladel criterio integral ITAE.
Los resultados fueron relativamente buenos, apreciándose un buen desempeño del controlador en la eliminación del error, pero en algunos casos gravemente afectado por perturbaciones no cuantificables introducidas involuntariamente a nuestro sistema.
1.1 Objetivos.
Identificar la función de transferencia entre el flujo de alimentación ala estanque calefactory el desplazamiento del vástago de la válvula de control.
Verificar el desempeño experimental del controlador PI mediante dos métodos de sintonía. Realizando primero cambios en la referencia y luego en la perturbación.
2. ACTIVIDADES del sistema en lazo abierto.
El esquema del diagrama de bloques correspondiente al sistema del flujo de alimentación en lazo abierto es el siguiente:Se realizaron cambios en la referencia, para ver la dinámica de la respuesta y así obtener un modelo de esta. A partir del estado estacionario l = 50% (u = 12 mA), se realizó un cambio escalón positivo del 20%; es decir l = 60% (u = 13,6 mA); luego de alcanzar el nuevo estado estacionario, se realiza otro cambio escalón, para volver al estado inicial, y una vez estable se realiza el cambioescalón negativo del 20% (l = 40%, u = 10,4 mA).
Los resultados obtenidos se muestran a continuación:
Gráfico n°1: Respuesta en Lazo Abierto.
Utilizando el modelo de Ziegler & Nichols para encontrar los parámetros de la función de transferencia, es decir, el proceso se modela como un sistema de primer orden con retardo, para los tres cambios escalones se obtuvo:
Gráfico n°2: Respuesta antecambio escalón positivo del 20%.
Ka = 12,7 –7,7 = 5,0 in agua.
= 0,9 segundos
= 3,0 segundos
Gráfico n°3: Respuesta ante cambio escalón negativo para volver al inicial.
Ka = 8,25 –12,7 = - 4,45 in agua.
= 1,7 segundos
= 2,7 segundos
Gráfico n°4: Respuesta ante cambio escalón negativo del 20%.
Ka = 6,33 –8,25 = -1,92 in agua.
= 0,6 segundos
= 3,1 segundosDebido que para los tres cambios dan resultados distintos, se promediaron los valores de los tiempos, y para la ganancia se utilizó el mayor valor (por seguridad).
Luego el modelo del proceso es:
Las constantes de tiempo están en segundos.
2.1. Identificación de variables.
La variable controlada corresponde al flujo de alimentación “q (m3/min)”.
La variable de control corresponde aldesplazamiento del vástago de la válvula de control “l (%)”.
2.2. Modo del controlador clásico realimentado.
De acuerdo a regla heurística para el control de un flujo, basta con un controlador proporcional integral PI (pues no se puede usar el modo derivativo debido a que el medidor de flujo, placa orificio, produce ruido).
2.3. Sintonía del controlador PI.
A continuación se...
Universidad de Concepción
Facultad de Ingeniería
Depto. de Ingeniería Química
Informe de Laboratorio
Control de Procesos
Profesor:
Sr. Diógenes Melo.
Integrantes:
Frankhil Contreras Salgado.
Hans Tippmann Schälchli.
Carolina Toloza Mardones.
Daniela Vargas Aspé.
Fecha:
1 Julio 2002
1. INTRODUCCIÓN.
Las actividades dellaboratorio se realizaron en dos sesiones:
En la primera sesión de laboratorio se procede a conocer el circuito del Estanque Calefactor ubicado en el Laboratorio de Operaciones Unitarias Alfredo Searle, para la posterior identificación de la función de transferencia del flujo de alimentación y del desplazamiento del vástago de la válvula de control del flujo de alimentación del estanque, realizandocambios escalones en la referencia, con el sistema en lazo abierto.
En la segunda sesión, se procede a la verificación experimental del desempeño de las sintonías obtenidas la primera sesión, para el control PI del flujo de alimentación. Para este efecto, se realizan cambios en la referencia y se producen perturbaciones a nuestro sistema, tanto para sintonía calculada por Ziegler & Nichols como ladel criterio integral ITAE.
Los resultados fueron relativamente buenos, apreciándose un buen desempeño del controlador en la eliminación del error, pero en algunos casos gravemente afectado por perturbaciones no cuantificables introducidas involuntariamente a nuestro sistema.
1.1 Objetivos.
Identificar la función de transferencia entre el flujo de alimentación ala estanque calefactory el desplazamiento del vástago de la válvula de control.
Verificar el desempeño experimental del controlador PI mediante dos métodos de sintonía. Realizando primero cambios en la referencia y luego en la perturbación.
2. ACTIVIDADES del sistema en lazo abierto.
El esquema del diagrama de bloques correspondiente al sistema del flujo de alimentación en lazo abierto es el siguiente:Se realizaron cambios en la referencia, para ver la dinámica de la respuesta y así obtener un modelo de esta. A partir del estado estacionario l = 50% (u = 12 mA), se realizó un cambio escalón positivo del 20%; es decir l = 60% (u = 13,6 mA); luego de alcanzar el nuevo estado estacionario, se realiza otro cambio escalón, para volver al estado inicial, y una vez estable se realiza el cambioescalón negativo del 20% (l = 40%, u = 10,4 mA).
Los resultados obtenidos se muestran a continuación:
Gráfico n°1: Respuesta en Lazo Abierto.
Utilizando el modelo de Ziegler & Nichols para encontrar los parámetros de la función de transferencia, es decir, el proceso se modela como un sistema de primer orden con retardo, para los tres cambios escalones se obtuvo:
Gráfico n°2: Respuesta antecambio escalón positivo del 20%.
Ka = 12,7 –7,7 = 5,0 in agua.
= 0,9 segundos
= 3,0 segundos
Gráfico n°3: Respuesta ante cambio escalón negativo para volver al inicial.
Ka = 8,25 –12,7 = - 4,45 in agua.
= 1,7 segundos
= 2,7 segundos
Gráfico n°4: Respuesta ante cambio escalón negativo del 20%.
Ka = 6,33 –8,25 = -1,92 in agua.
= 0,6 segundos
= 3,1 segundosDebido que para los tres cambios dan resultados distintos, se promediaron los valores de los tiempos, y para la ganancia se utilizó el mayor valor (por seguridad).
Luego el modelo del proceso es:
Las constantes de tiempo están en segundos.
2.1. Identificación de variables.
La variable controlada corresponde al flujo de alimentación “q (m3/min)”.
La variable de control corresponde aldesplazamiento del vástago de la válvula de control “l (%)”.
2.2. Modo del controlador clásico realimentado.
De acuerdo a regla heurística para el control de un flujo, basta con un controlador proporcional integral PI (pues no se puede usar el modo derivativo debido a que el medidor de flujo, placa orificio, produce ruido).
2.3. Sintonía del controlador PI.
A continuación se...
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