Lazo de control

1. Objetivos

1.1 General:

* Determinar los dispositivos que forman parte de un lazo de control cerrado y de un lazo de control abierto.

1.2 Especifico:

* Verificar el funcionamiento de dispositivos neumáticos o electrónicos que permiten transmitir señales normalizadas de control.
* Realizar procedimientos de control en un lazo abierto de nivel mediante un tubo de burbujeo ycerrado de control mediante un transductor de presión diferencial.
* Calcular de manera teórica la presión del aire inyectado en el tubo de burbujeo para cada altura de la columna de agua.
* Comprobar el correcto funcionamiento, de cada componente del lazo de control abierto y cerrado.

2. Materiales y Equipos

En esta experiencia se utilizaron:
* Estanques
* Transmisor depresión
* Transmisores electrónicos
* Multitester y/o miliamperímetros
* Válvula compuerta electro neumática de caudal
* Registrador electrónico
* Presostato
* Red de aire comprimido (80 PSI)
* Bomba centrifuga.

Las partes que forman parte de los lazos de control, como controladores, actuadores y medidores, se indican a continuación con su respectiva escala:
*Columna: 0-2,16 psi
* Transmisor neumático: entrega una señal neumática normalizada de 3 -15 psi
* Indicador porcentual de la presión (100% = 15 psi)
* Transductor electrónico entrega una señal normalizada de: 4 - 20 mA
* Compresor: 100-120 psi
* Controlador electrónico: mide de 3-15% y 4-20 mA
* Medidor de presión diferenciada.
* Controlador digital

3. DesarrolloExperimental

4.1 Lazo de control abierto:
a) Se llena un estanque con agua, a diferentes alturas (0-25”) las cuales se encuentran señaladas.
b) Las distintas alturas de llenado del estanque, significan presiones distintas, las cuales se miden a través de una columna (que desciende al llenarse el estanque).
c) Se define teóricamente el valor de la presión del aire (P=ρgh) que seexpulsa por el tubo de burbujeo.
d) Se identifican las partes del transmisor neumático de presión y define como actúa sobre las variables que recibe.
e) Se define el calibrador electrónico, transductor electrónico y del indicador porcentual, en cuanto a su funcionamiento. Se mostraron la conexión existente entre ellos.
f) Se señalaron las aplicaciones del tubo de burbujeo, y tambiénsus limitaciones.

Fig.1: Esquema del lazo de control abierto utilizado en el laboratorio.

A
B

Fig.2: Esquema del lazo de control cerrado utilizado en el laboratorio.

4.2 Lazo de control cerrado

1. Se mide el nivel de agua de un estanque graduado y conectado a un transmisor de presión diferencial electrónico,el cual mide la diferencia de presión entre el nivel del estanquey un recipiente pequeño (vaso), indicando el nivel cero del estanque. Esta diferencia de nivel es transformada en señal eléctrica y es medida por un tester (mA).

2. La señal eléctrica es recibida por un equipo controlador. Acá se determina el error que se produce entre el nivel cero y el punto de control, y se compara con el set point, donde es mandada la señal de abrir o cerrar laválvula de paso de agua en forma automática. Otro tester o miliamperímetro, indica la apertura o cierre de la válvula, según el nivel del agua si se encuentra sobre o bajo el set point.

Resultados: Datos, cálculos y gráficos.

4.1. Aire inyectado en el tubo de burbujeo:
Se requiere controlar la altura del estanque a través de la siguiente ecuación de presión:
P=ρ*g*h
En esta ecuación ρ*g, parael agua es igual a 0.036. Además se requiere que la variable entregue un valor de 20% superior al valor real, para que el estanque no indique cuando llegue al 100%, sino que antes para evitar problemas en el proceso. Por lo cual la ecuación nuevamente formulada es:
P=1.2*0.036*h
A modo de ejemplo, cuando se llene el estanque con 25” de agua, la presión inyectada será de:
P=1.2*0.036*25=1.08...